Organización Mundial de la Salud , cada año se producen medio millón de lesiones medulares

y

quince millones de infartos cerebrales . En los pacientes afectados se pueden presentar

en el control motor ya sea por movimientos descoordinados , pérdida de fuerza ,

y

/ o espasticidad . En estos casos , se suelen seguir terapias de rehabilitación

solo la asistencia requerida , incentivando la participación activa del paciente

y

, por tanto , maximizando los beneficios de dicha terapia La utilización de la

específico de tareas durante contracciones isométricas a nivel de esfuerzo subjetivo ,

y

extiende el análisis a la identificación de tareas dinámicas . La investigación

realiza en sujetos sanos , los métodos propuestos pueden ser usados para el diseño

y

monitorización de terapias de rehabilitación orientadas a pacientes con alteración

6 . 1 años , altura : 178 . 6 ± 10 . 2 cm

y

peso 76 . 8 ± 13 . 8 Kg ) sin trastornos neuromusculares o

miembro dominante en los músculos Biceps Brachii , Triceps Brachii , Pectoralis Major

y

la porción superior del Trapezius utilizando dos amplificadores de EMG ( EMG - USB

protocolo experimental involucró movimientos asociados a la articulación del hombro

y

se dividió en dos partes : a ) registro de contracciones isométricas , y b

hombro y se dividió en dos partes : a ) registro de contracciones isométricas ,

y

b ) registro de contracciones dinámicas . Durante el registro de contracciones isométricas

mantuvieron sentados con la espalda recta , el codo en un ángulo de 90º aproximadamente

y

el hombro en posición neutra ( Figura 1A . ) . En esta posición ,

realizaron 3 ejercicios : empujar un objeto fijo hacia el frente , hacia la izquierda

y

hacia la derecha . Cada una de estas contracciones se realizó en tres diferentes

estas contracciones se realizó en tres diferentes niveles de esfuerzo : bajo , medio

y

alto . Con el fin de que el ejercicio resultara lo más natural posible ,

para medir la actividad basal . Cada contracción tuvo una duración de 10 segundos

y

se permitió un periodo de dos minutos de reposo entre contracción y contracción

10 segundos y se permitió un periodo de dos minutos de reposo entre contracción

y

contracción . Para el registro de contracciones dinámicas , se pidió a los sujetos

a los sujetos que mantuvieran la posición descrita anteriormente ( espalda recta

y

codo a 90º ) y que desplazasen un objeto sobre un plano horizontal siguiendo la

que mantuvieran la posición descrita anteriormente ( espalda recta y codo a 90º )

y

que desplazasen un objeto sobre un plano horizontal siguiendo la siguiente secuencia

distancia de aproximadamente 30 cm hasta conseguir una extensión completa del hombro

y

regresar al centro . b ) Seguidamente desde el centro hacia la izquierda a

aproximadamente 40 cm , siguiendo una línea perpendicular al movimiento anterior ,

y

luego regresar al centro . c ) Finalmente , el mismo movimiento , pero

c ) Finalmente , el mismo movimiento , pero 40 cm hacia la derecha

y

volver al centro . Cada secuencia se realizó dos veces a dos velocidades ,

a dos velocidades , lenta o rápida , según la propia precepción del sujeto ,

y

siguiendo indicaciones del personal investigador para intentar mantener un ritmo

una ventana de 250 ms ) , i , j son las posiciones ( fila

y

columna de la matriz de electrodos ) del canal de electromiografía de superficie

extrajeron dos características : el logaritmo de la intensidad promedio ( Ilog ) ,

y

el centro de gravedad ( CG ) . En el primer caso , se ha

de niveles de esfuerzo ( Rojas - Martínez et al . , 2012 ) ,

y

en el segundo caso , se ha visto que la distribución espacial de los potenciales

izquierda , derecha , o al frente ) b ) identificación de la tarea

y

del nivel de esfuerzo ( tres tareas , a tres niveles de esfuerzo y

y del nivel de esfuerzo ( tres tareas , a tres niveles de esfuerzo

y

reposo ) . La identificación de isométricas se realizó principalmente para

buenos resultados a partir de las características de los mapas de activación ,

y

en especial de su distribución espacial , dichas características no habían sido

regreso de la derecha hacia el centro , e ) desplazamiento a la izquierda ,

y

f ) regreso de la izquierda hacia el centro . Para la identificación

analysis ) , al tratarse de una de las técnicas más utilizadas por su rapidez

y

que puede ser fácilmente implementado en un sistema real ( Zhou et al . ,

( hold - out ) se realizó en al menos 100 iteraciones , de entrenamiento

y

validación para reducir un posible sesgo . Los resultados obtenidos son el promedio

observaciones procedentes de uno de los intentos ( tanto a velocidad lenta o rápida )

y

se validó con las observaciones del segundo intento . A continuación , se repitió

mismo proceso de clasificación , pero invirtiendo los conjuntos de entrenamiento

y

validación . Los resultados obtenidos en este estudio consisten en el promedio de

de la clasificación se obtuvo a partir de las medidas de sensibilidad ( S )

y

precisión ( P ) ( Farina , Colombo , Merletti , & Baare Olsen ,

que indican el número de observaciones mal clasificadas en una clase concreta ,

y

, por último , FN indica los falsos negativos , es decir , el número de observaciones

como otra clase diferente a la original . Los índices de sensibilidad ( S )

y

precisión ( P ) se obtuvieron para cada una de las clases y para el

S ) y precisión ( P ) se obtuvieron para cada una de las clases

y

para el promedio general . Cabe destacar que , al tratarse de una clasificación

verdaderos negativos , ya que su número es muy superior al de los otros índices

y

por tanto la especificidad y la exactitud no son medidas representativas del rendimiento

su número es muy superior al de los otros índices y por tanto la especificidad

y

la exactitud no son medidas representativas del rendimiento del clasificador ya que

) durante los ejercicios de desplazamiento desde el frente hacia el punto central

y

viceversa . Además , se puede observar que la activación espacial varía en los

obtenidos solo mediante el cálculo de las intensidades basadas en el cálculo del RMS

y

en segundo lugar se utilizan conjuntamente las características de intensidad con

Adicionalmente se han diferenciado entre tareas ( reposo , hacia al frente , izquierda

y

derecha ) y además entre niveles de esfuerzo ( alto , medio , bajo y

han diferenciado entre tareas ( reposo , hacia al frente , izquierda y derecha )

y

además entre niveles de esfuerzo ( alto , medio , bajo y reposo ) .

y derecha ) y además entre niveles de esfuerzo ( alto , medio , bajo

y

reposo ) . En la Tabla 1 se presentan los resultados para la diferenciación de tipo

aumentan en aproximadamente un 10 % para el caso de la identificación de tareas

y

en un 5 % al considerar la tarea y el nivel de esfuerzo . Adicionalmente

caso de la identificación de tareas y en un 5 % al considerar la tarea

y

el nivel de esfuerzo . Adicionalmente , al añadir las características espaciales

isométricas para las características CG . Los resultados se presentan en promedio

y

desviación estándar para los 5 sujetos de la población . Identificación

la derecha y volver , ir a la izquierda y volver e ir al frente

y

volver . Figura 2 . Mapas de activación para el

Desplazamientos desde un punto central hacia a ) el frente , b ) la derecha

y

c ) la izquierda . Abajo . Desplazamientos hacia un punto central desde d )

Desplazamientos hacia un punto central desde d ) el frente , e ) la derecha

y

f ) la izquierda Las Tablas 3 y 4 muestran los resultados obtenidos para

frente , e ) la derecha y f ) la izquierda Las Tablas 3

y

4 muestran los resultados obtenidos para el promedio de todos los sujetos considerando

, teniendo en cuenta únicamente la intensidad Ilog ( Tabla 3 ) o la intensidad

y

el centro de gravedad ( Tabla 4 ) como características . Nuevamente se puede observar

Nuevamente se puede observar que el rendimiento de la clasificación ( sensibilidad

y

precisión ) mejora al añadir el centro de gravedad , tal como ocurre con las

Se aprecia una mayor variabilidad que en el caso de los ejercicios isométricos

y

también una sensibilidad y precisión menores para cualquiera de las dos velocidades

variabilidad que en el caso de los ejercicios isométricos y también una sensibilidad

y

precisión menores para cualquiera de las dos velocidades , como podría esperarse

que existe una interdependencia entre la distribución espacial de la intensidad

y

la tarea desarrollada tanto en contracciones isométricas como en dinámicas . Al

2008 ; Jordanic et al . 2016b ; Zhou et al . 2007 )

y

pueden estar relacionados con la compartimentación neuromuscular que indica que

. Por otro lado , los resultados globales para las contracciones a ritmo rápido

y

lento son similares , ya que , aunque en promedio para los primeros se obtiene un

conclusión . Como conclusión general , se ha demostrado que la metodología propuesta

y

los resultados obtenidos son prometedores y cabe la posibilidad de añadir la información

demostrado que la metodología propuesta y los resultados obtenidos son prometedores

y

cabe la posibilidad de añadir la información extraída de señales HD - EMG al

con estudio de pacientes En trabajos futuros , se extenderá el protocolo

y

la metodología desarrollada alteraciones neuromusculares basándose en características

alteraciones neuromusculares basándose en características asociadas a la intensidad

y

distribución espacial de mapas de activación HD - EMG . Esto con el fin de

rehabilitación . Tabla 2 . Resultados de la identificación de contracciones isométricas

y

su nivel de esfuerzo asociado para las características Ilog e Ilog combinado con

características Ilog e Ilog combinado con CG . Los resultados se presentan en promedio

y

desviación estándar para los 5 sujetos de la población . Tarea

a ) la izquierda , b ) la derecha , c ) el frente ,

y

desplazamientos hacia el centro desde d ) lenta o rápida . Los resultados se presentan

el centro desde d ) lenta o rápida . Los resultados se presentan en promedio

y

desviación estándar para los 5 sujetos de la población . la derecha , y

y desviación estándar para los 5 sujetos de la población . la derecha ,

y

f ) el frente . Se diferencia entre ejercicios realizados a velocidad izquierda

dinámicas en base a la combinación de características de intensidad logarítmica Ilog

y

centro de gravedad CG . La clasificación consistió en determinar entre 6 clases

a ) la izquierda , b ) la derecha , c ) el frente ,

y

desplazamientos hacia el centro desde d ) lenta o rápida . Los resultados se presentan

el centro desde d ) lenta o rápida . Los resultados se presentan en promedio

y

desviación estándar para los 5 sujetos de la población . la derecha , y

y desviación estándar para los 5 sujetos de la población . la derecha ,

y

f ) el frente . Se diferencia entre ejercicios realizados a velocidad izquierda

solar . La implantación de este tipo de instalaciones es cada vez más amplia ,

y

el aprovechamiento del recurso solar mediante estos procesos se ha extendido significativamente

con Estados Unidos ( REN21 , 2016 ) . Dada la necesidad de conocer

y

aprovechar cada vez mejor este tipo de energía renovable , en este trabajo se ha

desarrollado una librería en Modelica para el entorno Dymola 6 . 1 que permite modelar

y

simular plantas termosolares de tecnología de colector cilindro - parabólico (

gratuita bajo licencia Modelica License 2 , de código libre , flexible , modular

y

fácilmente ampliable y modificable para los requerimientos específicos de cada

Modelica License 2 , de código libre , flexible , modular y fácilmente ampliable

y

modificable para los requerimientos específicos de cada planta y proceso en particular

fácilmente ampliable y modificable para los requerimientos específicos de cada planta

y

proceso en particular . El objetivo de la librería ParaTrough es que el ingeniero

ingeniero analista de procesos de una planta CSP , durante su etapa de operación

y

mantenimiento , pueda realizar con éxito y facilidad las siguientes labores : -

CSP , durante su etapa de operación y mantenimiento , pueda realizar con éxito

y

facilidad las siguientes labores : - Evaluación del la oportuna parametrización

teórico , se puede utilizar ParaTrough para comparar con los datos reales de la planta

y

así detectar fallos en equipos o procedimientos de operación . Esta comparación

operación . Esta comparación sirve además para mejorar el modelo teórico de la planta

y

ajustarlo a la realidad particular . - Exploración de nuevos modos de operación

mejora operacional de la planta se puede simular con ParaTrough nuevos escenarios

y

modos de operación antes de aplicar estos a la realidad de forma segura tanto para

de utilización , posibilidad de análisis de la operación diaria , flexibilidad

y

adaptabilidad , y existencia de entornos de modelado gratuito . Para ello , tras

posibilidad de análisis de la operación diaria , flexibilidad y adaptabilidad ,

y

existencia de entornos de modelado gratuito . Para ello , tras analizar otras posibilidades

tras analizar otras posibilidades , se ha decidido optar por el lenguaje Modelica

y

el entorno de modelado Dymola 6 . 1 . Modelica es un lenguaje orientado a

, especialmente concebido para el modelado de complejos sistemas multi - físicos

y

cuya librería estándar y otras librerías accesibles contienen gran cantidad de

para el modelado de complejos sistemas multi - físicos y cuya librería estándar

y

otras librerías accesibles contienen gran cantidad de componentes con código abierto

librerías accesibles contienen gran cantidad de componentes con código abierto

y

gran potencial de modificación , reutilización y adaptabilidad . Por otro lado

componentes con código abierto y gran potencial de modificación , reutilización

y

adaptabilidad . Por otro lado , aunque este entorno es comercial , se ha dispuesto

lenguaje . A modo de ejemplo , para validarlo , se ha comprobado que compila

y

es capaz de simular correctamente los ejemplos con OpenModelica . La versión 1

con OpenModelica . La versión 1 . 0 desarrollada hasta el momento permite modelar

y

simular , bajo distintas configuraciones y parámetros , el recurso solar y el sistema

desarrollada hasta el momento permite modelar y simular , bajo distintas configuraciones

y

parámetros , el recurso solar y el sistema de circulación del fluido de transferencia

modelar y simular , bajo distintas configuraciones y parámetros , el recurso solar

y

el sistema de circulación del fluido de transferencia calorífica ( HTF ) , siendo

aportación cubre una nueva área de aplicación específica para el software de Modelica

y

en su estado actual facilita la operación y mantenimiento de estas plantas . El

específica para el software de Modelica y en su estado actual facilita la operación

y

mantenimiento de estas plantas . El resto del artículo está organizado de la siguiente

apartado donde se referencian otras herramientas de simulación en el ámbito termosolar

y

trabajos científicos al respecto . En la sección 2 se realiza una breve descripción

termosolares , así como los fenómenos e hipótesis de modelado del recurso solar

y

del sistema de fluido térmico . La sección 3 está dedicada a la descripción de

fluido térmico . La sección 3 está dedicada a la descripción de la librería

y

sus componentes . En la sección 4 se muestran resultados de la aplicación de la

componentes . En la sección 4 se muestran resultados de la aplicación de la librería

y

su validación . El trabajo termina con las conclusiones y futuros trabajos de ampliación

aplicación de la librería y su validación . El trabajo termina con las conclusiones

y

futuros trabajos de ampliación de ParaTrough . bibliográfica Otras herramientas

de ParaTrough . bibliográfica Otras herramientas de simulación revisión

y

La necesidad de evaluar el rendimiento de una planta CSP ha llevado a la

ha llevado a la introducción en el mercado de distintas herramientas de modelado

y

simulación . Algunas de las más utilizadas son las siguientes . - ( SAM ,

Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Estados Unidos ( NREL ) . Posee una amplia

y

accesible base de datos meteorológica con potencial para ser aprovechada en ParaTrough

ParaTrough . Está especialmente diseñado para los estudios de viabilidad de las plantas

y

tiene limitaciones con respecto al análisis detallado del rendimiento diario ,

por la Universidad de Wisconsin , EEUU . Es utilizado ampliamente para el modelado

y

simulación de una gran variedad de sistemas de energía térmica y eléctrica ,

para el modelado y simulación de una gran variedad de sistemas de energía térmica

y

eléctrica , entre ellos las CSP . Tiene naturaleza modular y posee gran flexibilidad

de energía térmica y eléctrica , entre ellos las CSP . Tiene naturaleza modular

y

posee gran flexibilidad . Sin embargo el paradigma de modelado orientado a objetos

computacional manualmente , lo que conlleva problemas de convergencia de los modelos

y

aumenta la dificultad de uso . IPSEpro , software desarrollado por SimTech ( 2016

IPSEpro , software desarrollado por SimTech ( 2016 ) , cuya librería de procesos

y

plantas térmicas posee una sublibrería dedicada a tecnologías CSP . Bien estructurado

térmicas posee una sublibrería dedicada a tecnologías CSP . Bien estructurado

y

con gran flexibilidad para desarrollar nuevos modelos . No existe un pre - ensamblaje

ha dicho , se ha optado por Modelica que , además de facilitar el desarrollo

y

la consecución de los objetivos de este trabajo , tiene un entorno de modelado Dymola

trabajo , tiene un entorno de modelado Dymola disponible bajo licencia de universidad

y

que permite generar código ejecutable desde otros entornos . los modelos en Respecto a

varios autores han sabido descubrir su enorme potencial como lenguaje para el modelado

y

posterior simulación y optimización , tanto en plantas industriales en general

descubrir su enorme potencial como lenguaje para el modelado y posterior simulación

y

optimización , tanto en plantas industriales en general como en plantas convencionales

gas , orientada a la investigación de los sistemas de control . Posee flexibilidad

y

modularidad para acoplamientos entre el bloque de potencia de naturaleza térmica

y

los elementos y componentes propios de la ingeniería eléctrica ( generador , transformadores

acoplamientos entre el bloque de potencia de naturaleza térmica y los elementos

y

componentes propios de la ingeniería eléctrica ( generador , transformadores ,

propios de la ingeniería eléctrica ( generador , transformadores , aparatos de mando

y

protección ) , así como facilidad de uso . Sus principales limitaciones son la

de uso . Sus principales limitaciones son la falta de garantía de mantenimiento

y

que abarca sólo el caso de plantas de generación de gas . Las características

plantas de generación de gas . Las características intrínsecas de no linealidad

y

condiciones cambiantes de los sistemas termosolares hacen que algunas de las características

de Modelica sean ventajosas a la hora de abordar modelos fiables , económicos ,

y

que aseguren su explotabilidad . Los modelos deben reflejar la problemática de los

deben reflejar la problemática de los cambios bruscos en las condiciones ambientales

y

de las secuencias de operación . Por ello algunos autores se centran en perfeccionar

( 2014 ) . Su propuesta contiene sub - modelos de solar , almacenamiento térmico

y

un ciclo Rankine simplificado para el bloque de potencia . La validación del modelo

potencia . La validación del modelo con los datos de las plantas Andasol de Aldeire

y

La Calahorra ( Granada ) dieron buenos resultados para el campo solar . Sin embargo

termohidráulico que utiliza la librería ThermoFluid para el diseño del control avanzado

y

la optimización del rendimiento de plantas termosolares de torre , aplicado a la

; Hirsch y Eck , 2016 ) han desarrollado modelos en Modelica para la simulación

y

control de la tecnología de generación directa de vapor ( GDV ) mediante colectores

modelado del colector solar , la introducción de valores reales de radiación solar

y

de diferentes modos de operación son las principales aportaciones del trabajo .

( Direct Solar Steam ) de la Plataforma Solar de Almería ( CIEMAT ) ,

y

se realizó una calibración y validación del mismo con datos experimentales , utilizando

de la Plataforma Solar de Almería ( CIEMAT ) , y se realizó una calibración

y

validación del mismo con datos experimentales , utilizando para ello un algoritmo

suficiente , debido a limitaciones de diversa índole , entre otras la falta de interés

y

financiación por parte de entidades públicas y privadas . El grupo de investigación

entre otras la falta de interés y financiación por parte de entidades públicas

y

privadas . El grupo de investigación de la PSA siguió avanzando en el modelado

y

simulación de incipientes tecnologías como la foto - Fenton ( Álvarez et al .

, en la revista RIAI . Otros autores han preferido realizar trabajos de modelado

y

simulación de plantas solares utilizando diferentes lenguajes y herramientas , tales como

trabajos de modelado y simulación de plantas solares utilizando diferentes lenguajes

y

herramientas , tales como el software de simulación Wolfram ’ s Mathematica 7

et al . ( 2012 ) al unir Modelica con un algoritmo genético para calibración

y

validación programado con Matlab . ParaTrough parte de los trabajos sobre plantas

plantas térmicas convencionales iniciados por el equipo del Politecnico de Milano

y

de los trabajos de la PSA , para ahondar en la explotabilidad de los modelos

en la explotabilidad de los modelos con el fin de que sean una herramienta útil

y

accesible para las plantas termosolares que actualmente están en operación . Por ello

ParaTrough será un vínculo entre lo conseguido por las entidades de investigación

y

lo obtenido por la experiencia de operación de las plantas existentes .

través del tren de generación ( precalentador , generador de vapor , sobrecalentador

y

recalentador ) a un circuito de vapor . Este vapor acciona la turbina para producir

Esquema de una planta CSP con almacenamiento térmico Entre el campo solar

y

el ciclo de potencia se emplaza el sistema de almacenamiento térmico que suelen

sistema de almacenamiento térmico es esencialmente una batería con un tanque frío

y

un tanque caliente . Durante el día la batería se carga , habiendo flujo de

sistema dota a las plantas CSP de gestionabilidad , capacidad de producción nocturna

y

cierta independencia ante cambios meteorológicos . unidimensional . Se han planteado

longitud es mucho mayor que su radio . Además se establecen balances de materia

y

Estos son expresiones fluidodinámicas para la determinación de la pérdida

la determinación de la pérdida de presión . Descripción de la librería

y

sus componentes La librería ParaTrough se estructura en dos sub - librerías genéricas

La librería ParaTrough se estructura en dos sub - librerías genéricas : media

y

basics . La primera contiene modelos y propiedades físicas de los medios materiales

en dos sub - librerías genéricas : media y basics . La primera contiene modelos

y

propiedades físicas de los medios materiales que se utilizan en los demás sistemas

que se utilizan en los demás sistemas tales como agua , vapor , fluido térmico

y

sales fundidas . La segunda contiene modelos físicos básicos de los diferentes

modelos físicos básicos de los diferentes dominios usados : dinámica de fluidos

y

transferencia de calor , junto con sus acoplamientos . Estos modelos genéricos forman

como puede ser el dominio termohidráulico ( through : caudal , across : presión

y

temperatura ) o electroquímico ( through : flujo molar y corriente , across : potencial

caudal , across : presión y temperatura ) o electroquímico ( through : flujo molar

y

corriente , across : potencial químico y voltaje ) . La Figura 3 muestra una

electroquímico ( through : flujo molar y corriente , across : potencial químico

y

voltaje ) . La Figura 3 muestra una unión ( línea roja ) de dos

La Figura 3 muestra una unión ( línea roja ) de dos modelos , una bomba

y

un sumidero de presión ( ambos definidos en la sub - librería basics ) a

a través de sus conectores termohidráulicos , enumerados respectivamente como 1

y

2 . Un conector termohidráulico se define en ParaTrough con el caudal másico como

termohidráulico se define en ParaTrough con el caudal másico como variable through

y

la temperatura y la presión como variables across . Figura 3 :

define en ParaTrough con el caudal másico como variable through y la temperatura

y

la presión como variables across . Figura 3 : Unión entre dos

conectores de la Tabla 1 serán utilizados para unir a los modelos creados en ParaTrough

y

formar así modelos de sistemas complejos . Librería del

plantas termosolares , herramientas para su interpolación dentro de los modelos ,

y

el modelo solar ( Sun ) . A continuación se detallan algunas de las funciones .

tipos de variables que pueden ser definidas en los conectores : variables through

y

variables across . Las variables through son las que tienen naturaleza de flujo o

uniones entre conectores ( nodos ) : las variables across se igualan en los nodos

y

las variables through cumplen que su suma algebraica en un nodo vale cero . Se

de signos : cuando una variable through sale del modelo , ésta es negativa ,

y

cuando entra al modelo es positiva . El número de variables through y

negativa , y cuando entra al modelo es positiva . El número de variables through

y

ángulo entre el eje de rotación y el eje de traslación de la

. El número de variables through y ángulo entre el eje de rotación

y

el eje de traslación de la tierra , siendo como máximo 23 . 45o .

ha programado como una función cuya entrada es el día del año ( n )

y

su salida el ángulo de declinación . El ángulo horario es el desplazamiento angular

, se hace cero cuando el sol cruza el meridiano local ( mediodía solar )

y

es positivo por la tarde ( Patnode , 2006 ) . La expresión

La ecuación ( 2 ) evalúa el ángulo horario en función de la hora solar

y

estableciendo la velocidad de rotación de la Tierra en 15o / h . La hora

corrección depende del meridiano local , del meridiano estándar de la hora local

y

de la ecuación del tiempo . La expresión de la hora solar se introduce en

el ángulo horario como una función cuya entrada es la hora solar ( SoTime )

y

su salida el ángulo horario ( ω ) . La ecuación del tiempo aparecerá

) . La ecuación del tiempo aparecerá en la expresión de la hora solar

y

tiene en cuenta las pequeñas irregularidades en la duración del día debidas a

datos meteorológicos de radiación normal directa ( DNI ) , temperatura ambiente ,

y

velocidad del viento en función del tiempo . El modelo tiene en su interfaz un

meteorológicos . Los parámetros a introducir son el día inicial ( day _ 0 )

y

el mes inicial ( month _ 0 ) en los que se quiere empezar la

WeatherEvaluator , el cual interpola los datos meteorológicos ( DNI , temperatura ambiente

y

velocidad de viento ) de la clase record data a partir de los valores de

a partir de los valores de día ( day ) , mes ( month )

y

la hora estándar ( StTime ) . Además , para analizar la radiación total acumulada

, se definen los ángulos de ángulo cenital , ángulo horario , w ,

y

altura solar , α ( Figura 5 ) . Figura 5 :

la posición del sol El ángulo cenital se relaciona con los demás ángulos

y

con la latitud del lugar ( latitude , también en º ) mediante la siguiente

cuenta la altura solar sólo cuando el sol está visible ( durante el día )

y

no tener alturas solares negativas ( por la noche , cuando el ángulo cenital es

librería basics . Ésta es ligeramente diferente a la hora estándar ( StTime )

y

se relacionan mediante la siguiente ecuación ( Patnode , 2006 ) :

Daylight Savings Time ) es el ajuste de hora : 1 en horario de verano

y

0 en horario de invierno . En Sun se ha definido DST como 1 desde

el 27 de marzo ( n=86 ) hasta el 27 de octubre ( n=300 )

y

0 para el resto . Dependiendo de qué año se evalúe , se deberá cambiar

tiempo simulado empieza ( time=0 ) en el día inicial ( day _ 0 )

y

mes inicial ( month _ 0 ) escogidos como parámetros para la evaluación , y

y mes inicial ( month _ 0 ) escogidos como parámetros para la evaluación ,

y

tiene dimensión de horas en ParaTrough . Tal como está predefinido en Modelica

del año inicial , calculado a partir del día inicial ( day _ 0 )

y

mes inicial ( month _ 0 ) . La ecuación ( 7 ) hace

Con esta ecuación , el modelo solar ( sun ) también aporta el tiempo simulado

y

el tiempo real cuando componen otros modelos más complejos . Librería

fluido térmico En el mercado actual son varios los fabricantes de colectores solares

y

difieren ligeramente entre sí . Para que la librería ParaTrough sea una herramienta

la Figura 6 . La parábola está formada por espejos que reflejan la radiación directa

y

la concentran en el foco de la estructura , por donde corren una serie de

tener una tubería en su foco de 3 HCEs . La unión de entre 6

y

12 SCEs forma finalmente el colector solar , también llamado SCA ( Solar Collector

otros ya que poseen una unidad hidráulica de pistones para permitir su movimiento

y

enfoque al sol . Estas características son comunes a la gran mayoría de plantas

requerido por la planta , que suele ser de 100 K entre entrada al lazo

y

salida . Finalmente , la unión en paralelo de numerosos lazos consigue la energía

recubierto con una pintura especial que maximiza la absorbancia de la radiación solar ,

y

de una cubierta o camisa de vidrio a vacío que maximiza la transmitancia de la

o camisa de vidrio a vacío que maximiza la transmitancia de la radiación solar

y

minimiza las pérdidas por convección térmica hacia el exterior . Entre HCEs se

fuelle para absorber las diferencias de dilatación térmica entre el tubo de acero

y

el vidrio . En la Figura 7 se muestra la implementación de los elementos principales

solar ( SCE ) , colector solar ( SCA ) , lazo ( Loop )

y

campo solar ( SolarField ) . Figura 7 : Estructura

cilindro - parabólica . Se instancia la clase record collector , que es reemplazable

y

define el tipo de colector comercial en el que están montados los espejos del modelo

realmente concentrada por los espejos mediante la evaluación del ángulo de incidencia

y

diferentes factores de pérdidas , unidos en un único factor de eficiencia . Las

Donde tanto el ángulo cenital , ( , como el ángulo de declinación , ,

y

el ángulo horario , , toman del conector El Modificador del

( ( cid : 537 ) ) . Estas pérdidas ocurren debido a la reflexión

y

absorción por la camisa de vidrio del HCE cuando el ángulo de incidencia crece

Donde f es la distancia focal media ( m )

y

LSCA la longitud del colector ( m ) . El elemento colector de energía

HCE por composición El modelo tiene como interfaz a un conector meteorológico

y

a dos conectores termohidráulicos . Además se instancia la clase record receiver

termohidráulicos . Además se instancia la clase record receiver , que es reemplazable

y

define el tipo de HCE comercial utilizado . Este modelado a partir de objetos

, 2012 ) . La transmisión de calor se realiza entre el tubo absorbedor

y

el ambiente estimando una transmisión unidimensional ( Figura 10 ) .

calor unidireccional del HCE ( Burkholder , 2009 ) Todos los modelos declarados

y

que se utilizan en la composición del tubo HCE utilizan las propiedades del HCE

la planta , que suele ser de aproximadamente 100 K entre la entrada al lazo

y

la salida , en régimen nominal . Figura 11 :

solar ( Loop ) se obtiene mediante composición gráfica de cuatros SCAs en serie

y

conectando entre sí todos los conectores de tipo weather _ connector ( Figura 11

planta solar . Este modelo instancia a tres clases reemplazables : medium , collector

y

receiver , que permiten conjugar distintos tipos de fluido térmico , colectores

y

HCEs , respectivamente . El número de lazos en un campo solar típico suele

como un modelo atómico con el número de lazos ( N ) como parámetro ,

y

que comprende las ecuaciones correspondientes a la consecución de un lazo ( loop

todas donde : - : factor de eficiencia conjunto de espejos

y

HCEs , adimensional . Es el producto de ambos factores de eficiencia -

del espejo - Qloss : pérdidas de calor en los tubos por convección

y

radiación , en Wm - 1 . Como ya se ha dicho , f

1 . Como ya se ha dicho , f es la anchura reflectora del colector

y

DNI la radiación normal directa ( Wm - 2 ) que se toma del conector

realizar simulaciones con perfiles irregulares de irradiancia ( partes sombreadas

y

no sombreadas ) , componiendo un modelo solares simplificados que correspondieran

campos 4 . Resultados de la simulación de componentes de la planta termosolar

y

validación Se van a mostrar algunos de los modelos implementados con la librería

tres modelos solares ( Sun ) , con los datos meteorológicos de Phoenix , Sevilla

y

Madras . Los datos meteorológicos han sido tomados de la base de datos del software

data para cada uno de los sub - modelos . Los parámetros de día inicial

y

mes inicial alimentan simultáneamente a los tres modelos , asegurando que empiezan

que es el que tiene valores más altos , de Sevilla ( línea verde )

y

de Madras ( línea azul ) , para el periodo de tiempo seleccionado ( 3

Figura 12 : Comparación del DNI entre Sevilla , Phoenix

y

Madras En la Figura 13 se determina el valor anual de DNI

Figura 14 : Comparativa de la altura solar entre Sevilla , Phoenix

y

Madras Tabla 2 : Hora de la puesta en sol de Phoenix

Tabla 2 : Hora de la puesta en sol de Phoenix , Sevilla

y

Madras el día 24 de junio Localización Hora de la

librería A _ SolarResource ) , un modelo source _ t ( librería basics )

y

un modelo sink _ p ( librería basics ) . El objetivo del sistema es

reales de la planta termosolar Andasol 3 , en los términos municipales de Aldeire

y

La Calahorra ( Granada , España ) , comprobándose su validez . sun

sun Figura 13 : DNI acumulado en un año para Sevilla , Phoenix

y

Madras Se observa que Phoenix ( línea roja ) es el lugar donde

del año pero la capital andaluza sobrepasa a mitad del año a la ciudad india

y

obtiene un DNI acumulado anual de 1 . 69 MWhm - 2 / año .

pudiéndose observar su aumento en las horas de salida de la radiación

y

su disminución por la tarde , cuando la radiación decae .

temperaturas de los SCAs se invierten siendo el primero ( SCA1 ) el más caliente

y

el último ( SCA4 ) el más frío . Este efecto es causado por el

enfriamiento del fluido térmico por la noche debido a la ausencia de radiación

y

a las pérdidas térmicas a través de los HCEs . Este ejemplo está destinado a

( su aumento durante el día hace que las pérdidas por radiación disminuyan ) ,

y

de velocidad de viento ( su aumento durante el día hace que las pérdidas por

teórico . La representación de la Figura 18 corresponde al modelo SOF _ tempControl

y

establece un lazo de control que actúa sobre el caudal suministrado al campo solar

al campo solar por la bomba para controlar la temperatura de salida del mismo ,

y

que toma como punto de consigna un valor parametrizable de temperatura . Las posiciones

en la planta real se sitúan en el colector común de entrada al campo solar

y

en la salida del lazo , antes del colector común de salida del campo solar

s - 1 · K - 1 , tiempo integral = 0 . 05 s

y

acción derivativa anulada . Se observa la respuesta gradual de la bomba a medida

Para evitar esta degradación es necesario dotar al campo solar

y

a los lazos de mecanismos de control para la regulación del caudal . Si se

alcanza una temperatura próxima a 400oC el sistema de control aumentará el caudal

y

si la temperatura baja demasiado , para no comprometer el rendimiento de la planta

20 que el control de temperatura en este tipo de días resulta más complicado ,

y

llega a no ser posible cuando la ausencia de radiación es total

conseguir que la temperatura alcance de nuevo el punto de consigna en un tiempo corto

y

con pocas oscilaciones . Figura 20 : Control de temperatura del

del campo solar en un día nublado Las diferencias entre datos teóricos

y

experimentales en este tipo de días son mayores , debido sobre todo a tiempos de

ha dado un primer paso para dotar al ingeniero de procesos o analista de plantas

y

sistemas termosolares de una herramienta gratuita denominada ParaTrough , implementada

implementada como librería en Modelica . Esta herramienta es modular , fácil de utilizar

y

flexible , permitiendo evaluar el rendimiento de la instalación , detectar fallos

rendimiento de la instalación , detectar fallos , explorar nuevos modos de operación

y

optimizar el sistema de campo solar de la planta de colectores cilindro - parabólicos

utilizando los datos meteorológicos típicos de localizaciones distantes entre sí

y

con valores reales de la planta Andasol 3 , en la provincia de Granada .

funcionalidad de la librería ParaTrough en su versión inicial queda limitada al modelado

y

simulación del campo solar ( macrosistema que aúna el sistema de recurso solar

y

sistema de fluido de transferencia calorífica ) , que es el núcleo de la planta

fluido de transferencia calorífica ) , que es el núcleo de la planta termosolar ,

y

a fluidos sin cambio de fase . integración en A pesar de los

los numerosos trabajos de investigadores sobre el tema , los esfuerzos en modelado

y

simulación de plantas industriales en general y solares en particular suelen encontrar

tema , los esfuerzos en modelado y simulación de plantas industriales en general

y

solares en particular suelen encontrar muchas reticencias para su la estructura empresarial

, no se tiene seguridad de que la herramienta sea válida para la planta concreta

y

, por tanto , aparecen dudas acerca de si la inversión tanto económica como de

ParaTrough , esta resistencia se minimiza al tratarse de una herramienta de código libre

y

con la suficiente flexibilidad para adaptarla al entorno particular de la planta

programarán las sub - librerías ciclo de potencia térmico , sistemas auxiliarse

y

planta los macrosistemas presentes en las plantas solares ( Figura 1 ) . (

operación bajo la influencia de nubes , minimizando sobrepasos en la temperatura

y

manteniendo correctamente así al fluido térmico dentro de sus condiciones óptimas

para comparar el rendimiento de los diferentes tipos de lazos solares comerciales

y

para comparar el comportamiento de un mismo campo solar en diversas localizaciones

abierto Thermopower ( Casella y Leva , 2006 ) para contemplar el ciclo de potencia

y

de conversión en energía eléctrica también es una opción de trabajo futuro para

Agradecimientos Al profesor Alfonso Urquía por sus comentarios

y

sugerencias sobre este artículo y su dirección del TFM preliminar del mismo . Especial

Al profesor Alfonso Urquía por sus comentarios y sugerencias sobre este artículo

y

su dirección del TFM preliminar del mismo . Especial mención además a Luis del

una edad superior a los 60 a˜nos se duplique en porcentaje entre el año 2000

y

2050 , pasando del 11 % ( aproximadamente 605 millo - nes ) al 22

a 395 millones de personas ) en el mismo intervalo de tiempo ( entre 2000

y

2050 ) . La disminuci´on en la activaci´on muscular voluntaria implica importantes

muscular voluntaria implica importantes modiﬁcaciones en la composici´on corporal

y

en la funci´on motora ( Arnold and Bautmans , 2014 ) . El mantenimiento de

motora ( Arnold and Bautmans , 2014 ) . El mantenimiento de la actividad motora

y

de la movilidad durante vejecimiento es crucial para la conservaci´on de la salud

la movilidad durante vejecimiento es crucial para la conservaci´on de la salud

y

de las funciones cognitivas ( Volkers et al . , 2012 ) . En

discapacidad cr´onica , incluyendo p´erdida de las funciones sensorial , motora

y

cognitiva . La rehabilitacion motora y la asistencia a la movilidad son tambi´en

p´erdida de las funciones sensorial , motora y cognitiva . La rehabilitacion motora

y

la asistencia a la movilidad son tambi´en requisitos importantes en pacientes que

requisitos importantes en pacientes que han tenido un accidente cerebro vascular

y

en personas en periodos de recuperacion de lesiones medulares incompletas . A nivel

incompletas . En estos casos , no siempre existe p´erdida total de las funciones sensorial

y

motora en los miembros inferiores de los pacientes . Sin embargo , estos individuos

inferiores de los pacientes . Sin embargo , estos individuos necesitan rehabilitacion

y

posteriormente , asistencia para volver a caminar . Por lo tanto , es necesario

´enfasis en la repetici´on , en el incremento progresivo de la diﬁcultad de la tarea

y

en la pr´actica funcional ( Husemann et al . , 2007 ; Winstein et al

de rehabilitacion . Generalmente , la rehabilitaci´on se basa en la experiencia

y

en las habilidades del ﬁsioterapeuta . Sin embargo , debido al gran n´umero de

habilidades del ﬁsioterapeuta . Sin embargo , debido al gran n´umero de pacientes

y

al tiempo que debe invertirse en las terapias , el hecho de contar con un

siglas en ingl´es ) , como las caracter´ısticas relacionadas a la desincronizacion

y

a la sincronizacion ( Kirchner et al . , 2014 ; Gallego et al .

el objetivo de aprovechar la anticipacion en la deteccion del movimiento con SMR

y

la precision de deteccion compatible a los MRCPs , este trabajo propone un nuevo

provenientes de SMR utilizando un clasiﬁcador bayesiano con dos clases : movimiento

y

no - movimiento ( Ib´a˜nez et al . , 2013 ) . Esto seguido de

Seccion 2 , se encuentra la descripci´on de los participantes del estudio , del equipo

y

del protocolo experimental empleado . En la Seccion 3 se describen las etapas del

EEG . Finalmente , los resultados del procesamiento se presentan en la Seccion 4

y

la discusion y conclusiones se realizan en las Secciones 5 y 6 , respectivamente

Finalmente , los resultados del procesamiento se presentan en la Seccion 4 y la discusion

y

conclusiones se realizan en las Secciones 5 y 6 , respectivamente . Metodos

en la Seccion 4 y la discusion y conclusiones se realizan en las Secciones 5

y

6 , respectivamente . Metodos Participantes Diez sujetos sanos ( 9 mujeres

a˜nos . Los criterios de exclusi´on fueron estar por fuera de este rango de edad

y

personas con problemas motores . Este estudio fue aprobado por el Comit´e ´Etico

electrodos basado en el est´andar internacional 10 - 20 con referencias biauriculares

y

una referencia de tierra localizada en la frente . Las posiciones fueron : F p1

F7 , F3 , Fz , F4 , F8 , C3 , Cz , C4

y

Pz . Se empleo tambien un sistema de sensores inerciales Tech MCS R (

real . En los experimentos se emplearon dos sensores , uno colocado en el muslo

y

otro sobre la pantorrilla del sujeto . El uso de sensores inerciales o unidades de

bloques del sistema . Fueron desarrollados dos programas , uno para la adquisicion

y

sincronıa de los datos provenientes de los dos sistemas y otro programa para el

uno para la adquisicion y sincronıa de los datos provenientes de los dos sistemas

y

otro programa para el procesamiento oﬀ - line de los datos adquiridos . La frecuencia

const´o de 30 repeticiones del movimiento de ﬂexion - extension de la rodilla

y

cada repeticion duro 30 segundos . Durante todas las sesiones , los sujetos estuvieron

sesiones , los sujetos estuvieron sentados confortablemente , con las manos relajadas

y

los pies sin tocar el piso . Se pidi´o al voluntario realizar el movimiento de

movimiento de rodilla normalmente , manteniendo los ojos abiertos , evitando parpadear

y

hablar . Las se˜nales de las IMUs fueron usadas para detectar el inicio del

emplearon las caracter´ısticas de los eventos relacionados a la desincronizaci´on

y

a la sincronizaci´on ( ERD / ERS ) , descritas por Pfurtscheller and Da Silva

( 10 segundos despu´es de la primera ) . La l´ınea base ( entre el segundo 5

y

8 ) es un per´ıodo en que el sujeto no se mueve y no tiene

el segundo 5 y 8 ) es un per´ıodo en que el sujeto no se mueve

y

no tiene la intenci´on de moverse . Los datos de las se˜nales en la l´ınea

de las IMUs fueron analizadas con un clasiﬁcador de umbral basado en el promedio

y

la desviacion estandar en el momento en el que no hay movimiento ( lınea

T es el umbral , m es la media , d es la desviacion estandar

y

p es un peso dado a la desviacion estandar del clasiﬁcador entre la region de

un peso dado a la desviacion estandar del clasiﬁcador entre la region de ruido

y

el incremento de la señal real . N es el numero de muestras usadas en

. N es el numero de muestras usadas en una ventana para calcular el promedio

y

la desviacion estandar , ∆t es el intervalo de tiempo correspondiente a N muestras

, ∆t es el intervalo de tiempo correspondiente a N muestras . Los parametros p

y

N fueron escogidos a traves de una etapa de seleccion de parametros . El objetivo

. En la etapa de seleccion , el parametro p vario de 1 a 10

y

el par´ametro N vari´o de 5 a 50 , en los dos casos con incrementos

, en los dos casos con incrementos de 1 . Ademas de los parametros p

y

N , se utilizo un perıodo refractario para que el clasiﬁcador pueda clasiﬁcar

EEG consta de dos etapas . La primera es el pre - procesamiento de la señal

y

la segunda es la clasiﬁcacion de la se˜nal , la cual incluye el entrenamiento

la se˜nal , un ﬁltrado espacial , un proceso de separacion de fuentes lineales

y

un ﬁltrado en la banda en la cual se desean observar las caracterısticas deseadas

la intencion de movimiento en donde se incluyen las etapas de pre - procesamiento

y

procesamiento de la señal EEG . Pre - procesamiento de la señal EEG

misma manera , debido a la gran distancia que existe entre la fuente de ruido

y

los electrodos colocados en la cabeza ( Bertrand et al . , 1985 ) .

este procesamiento se obtiene la media entre todos los canales de EEG analizados

y

este valor es restado del valor de la señal de Señales inerciales

Bayesiano / Umbral Intención de movimiento Figura 3 : Pre - procesamiento

y

procesamiento de las señales de EEG . cada canal , alterando el valor de

a la superﬁcie ( Benevides et al . , 2008 ) . La siguiente

y

´ultima etapa de pre - procesamiento se ocupa del ﬁltrado de la frecuencia en

muestras de energ´ıa . Se calcula la media de la energia de todas las ´epocas

y

la curva es suavizada a traves del calculo de la media de los puntos en

calcula la energıa en la banda de frecuencia de interes A ( banda µ )

y

la energıa media de un periodo de referencia anterior al evento R ( l´ınea base

un periodo de referencia anterior al evento R ( l´ınea base ) . El ERD

y

ERS se deﬁnen como porcentajes de incremento o decremento respectivamente , de

et al . , 2013 ) . Se emplearon dos clases : la clase movimiento

y

la clase est´atica . La primera , esta relacionada a los instantes de la intencion

est´atica . La primera , esta relacionada a los instantes de la intencion de movimiento

y

al movimiento efectivo . Se considera movimiento a todo intervalo de la tarea , en

la tarea , en la que el usuario realiza la extension de la pierna

y

posteriormente la ﬂexion . La segunda clase , est´a relacionada a los instantes

clase , est´a relacionada a los instantes en los que el sujeto no se mueve

y

no tiene intencion de hacerlo . Las caracterısticas escogidas para deﬁnir las

para deﬁnir las clases mencionadas son los valores PSD en los canales C4 , C3

y

Cz en frecuencias espec´ıﬁcas en la banda µ , con una resolucion de 0 ,

que se llaman discriminantes de las clases del clasiﬁcador . Los canales C4 , C3

y

Cz fueron seleccionados porque est´an directamente relacionados con las ´areas

est´an directamente relacionados con las ´areas motoras de la corteza cerebral ,

y

son los electrodos en los que el evento relacionado con la intencion de movimiento

diferencia entre los discriminantes refe - rentes a las clases : movimiento ( m )

y

est´atica ( e ) . Esta diferencia es calculada como una resta de la media

como una resta de la media de PSD en la banda µ entre un instante

y

otro , o sea , para la clase estatica y para la clase movimiento ,

banda µ entre un instante y otro , o sea , para la clase estatica

y

para la clase movimiento , como se describe en la ecuaci´on ( 3 ) .

considerando los valores promedio para las frecuencias correspondientes fk ) de las clases e

y

m , variando las fi frecuencias del espectro dentro de la banda µ . Para

densidad de potencia espectral fueron las que se consideraron en el entrenamiento ,

y

el valor PSD de estas fre - cuencias se utilizo en la clasiﬁcacion .

iniciales fueron descartados debido a que es el periodo de estabilizacin de la señal

y

no debe ser considerado . A parte de eso , fueron detectados los segundos iniciales

debe ser considerado . A parte de eso , fueron detectados los segundos iniciales

y

ﬁnales que varian entre las repeticiones y dependen del tiempo de cada movimiento

fueron detectados los segundos iniciales y ﬁnales que varian entre las repeticiones

y

dependen del tiempo de cada movimiento . Estos fueron descartados con el ﬁn de

obsero que la varianza de la diferencia entre los discriminantes de la clase estatica

y

la clase movimiento es mas estable y proporciona una clasiﬁcacion mas precisa que

entre los discriminantes de la clase estatica y la clase movimiento es mas estable

y

proporciona una clasiﬁcacion mas precisa que solo la diferencia entre los discriminantes

diferencia de las funciones discriminantes del clasiﬁcador bayesiano gcm ( ¯x j )

y

gce ( ¯x j ) en cada ventana . Como se mencion´o anteriormente , se

entre los discriminantes . La clasiﬁcaci´on implica el an´alisis de la varianza

y

tambi´en el del mayor valor del discriminante de la clase seleccionada . Por lo tanto

Por lo tanto , se utiliza un clasiﬁcador de umbral , basado en los valores promedio

y

de desviaci´on est´andar de la señal resultante obtenida de la ecuacion ( 4 )

1 . El parametro N vari´o de 5 a 20 con un incremento de 1

y

el periodo refractario que vari´o de 2 a 20 muestras con incrementos de 1 ,

la primera muestra de las ventanas que est´en por encima del umbral . El entrenamiento

y

la clasiﬁcaci´on de la señal EEG se rea - lizaron mediante el procedimiento de

sufrir variaciones entre sujetos por las diferencias en la conductividad de la piel

y

el cabello debido a oleosidad , temperatura y biotipo del sujeto ( Latikka et al

diferencias en la conductividad de la piel y el cabello debido a oleosidad , temperatura

y

biotipo del sujeto ( Latikka et al . , 2001 ) . Por esta raz´on

del mismo sujeto en lugar de dividir los sujetos en un grupo para el entrenamiento

y

otro grupo para la clasiﬁcacion de la señal . De esta manera , para

entrenamiento del clasiﬁcador bayesiano que est´a compues - to de 20 ensayos ,

y

( 2 ) grupo para la clasiﬁcaci´on compuesto de 10 ensayos . Este ´ultimo grupo

EEG se considera clasiﬁcada correctamente entre 2 segundos antes del movimiento

y

hasta 1 segundo despues del movimiento , porque la caracter´ıstica ERD que evalua

correctamente clasiﬁcado es el intervalo antes del movimiento , entre 2 segundos antes

y

el movimiento en si . A traves de las detecciones en esta ventana de tiempo

discriminantes , es claramente visible la separacion entre las clases movimiento

y

estatica , lo cual facilita la clasiﬁcacion con el clasiﬁcador de umbral y aumenta

movimiento y estatica , lo cual facilita la clasiﬁcacion con el clasiﬁcador de umbral

y

aumenta la precision del sistema . Considerando la ventana de tiempo deﬁnida anteriormente

anticipacion para la señal EEG es de 678 , 04 ± 127 , 32 ms

y

que la media de tiempo en el que el sistema detecto esta señal fue de

este caso de estudio ) . Este estudio estuvo enfocado a las extremidades inferiores

y

en trabajos futuros ser´an analizados movimientos de las extremidades superiores

que no existen diferencias en las señales ERD / ERS en sujetos de genero femenino

y

masculino ( Gourab and Schmit , 2010 ) . El hecho de que el grupo

2010 ) . El hecho de que el grupo de sujetos sea de individuos jovenes

y

saludables puede inﬂuenciar en los resultados en terminos de precision . Otros

los resultados en terminos de precision . Otros estudios con individuos saludables

y

con deﬁciencia motora , que usaron SMR , demostraron una diferencia en la precision

clasiﬁcacion . En proximos estudios se consideraran analisis con poblaciones de ancianos

y

sujetos con deﬁciencias motoras . Los resultados obtenidos pueden ser considerados

tecnicas como MRCP han sido sugeridas para mejorar la precision en la clasiﬁcacion

y

que ha comenzado a ser considerada en estudios enfocados a miembros inferiores .

de MRCP proporciona una precision de deteccion del movimiento en la señal de EEG

y

a diferencia de ERD / ERS , este tipo de potencial se puede detectar siempre

Comparados con los resultados de este trabajo ( precision media aproximadamente de 43 %

y

anticipaci´on media aproximadamente de 680 ms ) , Jiang et al . ( 2015 )

( 2015 ) alcanz´o una precision media de 76 , 9 ± 8 , 97

y

un tiempo medio de anticipacion de 156 ± 369 ms trabajando con 9 sujetos .

enfoque en la clasiﬁcacion de señales de SMR para obtener un aumento de la precision

y

abrir la posibilidad de usarla en miembros inferiores ( aprovechando la capacidad

proporciona el analisis de SMR ) , los autores consideran las comparaciones entre SMR

y

MRCP en una BCI a partir de las limitaciones de cada una de estas tecnicas

la diferencia entrel los discriminantes del clasiﬁcador bayesiano para −1 ≤

y

≤ 2 . los resultados de precision alcanzada si se tiene en

mas comandos de control en un intervalo de tiempo para un movimiento m´as natural

y

´agil del usuario . Permitirıa tambien el uso de sistemas de control mas complejos

procesamiento . Figura 9 : Gr´aﬁco comparativo entre el clasiﬁcador bayesiano

y

la clasiﬁcacion propuesta usando la varianza de la diferencia de los discriminantes

de los discriminantes . Conclusion Figura 10 : Tiempos de anticipacion

y

deteccion del sistema . una eﬁcacia media del 30 % en comparacion con el

considera aceptable , porque el gorro de EEG es del estandar internacional 10 - 20

y

adem´as porque depende solamente de dos sensores inerciales , que no presentan limitaciones

El metodo de clasiﬁcacion de EEG se llevo a cabo basado en la frecuencia

y

el tiempo con un clasiﬁcador bayesiano y posteriormente con un clasiﬁcador de

se llevo a cabo basado en la frecuencia y el tiempo con un clasiﬁcador bayesiano

y

posteriormente con un clasiﬁcador de umbral con la varianza de la diferencia de

desarrollara la deteccion on - line de movimiento con un sistema de retroalimentacion

y

la adopcion de estrategias de control en tiempo real .

funciona como una maquinaria de precisión capaz de ejecutar movimientos armoniosos

y

proezas , como las que exhiben los grandes deportistas . Lamentablemente , la función

de deteriorarse o , peor aún , enfermedades neuro - perderse debido degenerativas

y

otros tratamiento médico convencional en estos casos consiste en la aplicación

médico convencional en estos casos consiste en la aplicación repetida de fuerzas

y

momentos mecánicos sobre el cuerpo del paciente para rehabilitar su movilidad .

rehabilitación tuvieron su origen en los primeros tratamientos , mediante prótesis

y

ortesis , desarrollados para las disfunciones motoras causadas por la Segunda Guerra

desarrollados para las disfunciones motoras causadas por la Segunda Guerra Mundial

y

la posterior epidemia de poliomielitis ( DiGiovine et al , 2014 ) . En la

rehabilitadores disponibles , mejorar posiblemente la efectividad de los convencionales ,

y

proveer de soluciones asistenciales más allá de la rehabilitación clínica .

visión representativa de los avances logrados en la investigación , desarrollo

y

aplicación en España de las neurotecnologías de asistencia y rehabilitación ,

investigación , desarrollo y aplicación en España de las neurotecnologías de asistencia

y

rehabilitación , en trastornos motores principalmente . El contenido de este artículo

organiza en cuatro secciones . En la sección 2 se presenta el concepto , papel

y

modalidades de las neurotecnologías . También se introduce una taxonomía , de

clasificación se distinguen dos grandes categorías : tecnologías fundamentales

y

tecnologías auxiliares . En la sección 3 se describen contribuciones de grupos

. , 2017 ) , que cubre las tecnologías auxiliares , la trasferencia tecnológica

y

la aplicación clínica de las neurotecnologías en España . Neurotecnologías

clínica de las neurotecnologías en España . Neurotecnologías para asistencia

y

rehabilitación Se denomina neurotecnología a cualquier tecnología dirigida

herramientas eficaces tanto a la investigación , como a las tareas clínicas de diagnosis

y

tratamiento . Así , existen neurotecnologías para analizar y comprender el

de diagnosis y tratamiento . Así , existen neurotecnologías para analizar

y

comprender el sistema nervioso y su función , para registrar distintas manifestaciones

Así , existen neurotecnologías para analizar y comprender el sistema nervioso

y

su función , para registrar distintas manifestaciones de su actividad , para valorar

manifestaciones de su actividad , para valorar su reparación o funcionamiento ,

y

para compensación de sus funciones . llevar a cabo la Atendiendo a

. llevar a cabo la Atendiendo a los distintos principios de diseño

y

operación se pueden distinguir diferentes tipos de neurotecnologías Una gran parte

. El presente artículo se focaliza en las primeras . la En rehabilitación

y

la modalidad física existen tanto neurotecnologías la desarrolladas específicamente

tecnologías , también de naturaleza física , dirigidas a los sistemas sensorial

y

musculo - esquelético , de los que el sistema nervioso es inseparable . En última

de carácter general que completan el universo de las empleadas en rehabilitación

y

asistencia . Las tecnologías de los dos primeros grupos conforman una categoría

de las interfaces neurales , puesto que sus dispositivos se desarrollan íntegra

y

específicamente para interaccionar con el sistema nervioso . En este cometido ,

este cometido , las interfaces neurales se pueden emplear para registrar , procesar

y

estimular la actividad nerviosa . La interfaz cerebro - computador basada en electroencefalografía

basada en electroencefalografía . Estas interfaces son sistemas de comunicación

y

/ o control , capaces de remplazar a los nervios periféricos y músculos empleados

de comunicación y / o control , capaces de remplazar a los nervios periféricos

y

músculos empleados para enviar mensajes al entorno y actuar sobre él , cuando éstos

a los nervios periféricos y músculos empleados para enviar mensajes al entorno

y

actuar sobre él , cuando éstos se encuentran dañados . interfaz neural más extendida

un campo de aplicación mayor . Así , la robótica , la imagen médica ,

y

la regulación de procesos fisiológicos , proporcionan dispositivos y técnicas

médica , y la regulación de procesos fisiológicos , proporcionan dispositivos

y

técnicas para la robótica de rehabilitación y asistencia , la neuroimagen , la

fisiológicos , proporcionan dispositivos y técnicas para la robótica de rehabilitación

y

asistencia , la neuroimagen , la neuromodulación y la neuroestimulación . La primera

robótica de rehabilitación y asistencia , la neuroimagen , la neuromodulación

y

la neuroestimulación . La primera se emplea en la reparación , refuerzo , y remplazamiento

neuromodulación y la neuroestimulación . La primera se emplea en la reparación , refuerzo ,

y

remplazamiento de funciones motoras perdidas o dañadas . Un ejemplo notable de esta

debidos a ictus , o a lesiones medulares completas o incompletas . En rehabilitación

y

asistencia las tecnologías de neuroimagen , como la resonancia magnética funcional

y

la magnetoencefalografía juegan un papel de ayuda al estudio y a la valoración

magnética funcional y la magnetoencefalografía juegan un papel de ayuda al estudio

y

a la valoración . La neuromodulación es la regulación de la actividad nerviosa

esta neurotecnología son la transcraneal Tecnologías para los sistemas sensorial

y

musculo - esquelético El sistema nervioso no está aislado . Por ello , en

esquelético El sistema nervioso no está aislado . Por ello , en rehabilitación

y

asistencia no es extraño encontrar el uso combinado de alguna de las anteriores

neurotecnologías con tecnologías dirigidas al sistema muscular , como la electromiografía ,

y

/ o al sistema sensorial , como la estimulación cutánea . Tecnologías de soporte

al sistema sensorial , como la estimulación cutánea . Tecnologías de soporte

y

complemento las Todas tecnologías presentadas se sustentan sobre tecnologías

las Todas tecnologías presentadas se sustentan sobre tecnologías más básicas

y

generales . La tecnología electrónica proporciona dispositivos de registro , de

La tecnología electrónica proporciona dispositivos de registro , de captación

y

trasmisión de señal , sistemas de medición , arquitecturas hardware de procesamiento

medición , arquitecturas hardware de procesamiento , etc . La tecnología de señales

y

sistemas proporciona métodos de procesamiento de señal , integración sensorial

información proporcionan soporte computacional para el procesamiento , transmisión

y

almacenamiento de datos , interfaces de usuario multimodales , entornos virtuales

Grupos de investigación en España en tecnologías fundamentales de asistencia

y

rehabilitación En esta sección se describen , sin ánimo de ser exhaustivos ,

Interfaces cerebro - computador Una interfaz cerebro - computador se basa en registrar

y

procesar la actividad cerebral de la persona con la finalidad de traducirla en comandos

interfaces cerebro - computador con aplicaciones en el ámbito de la rehabilitación

y

/ o asistencia . El Brain - Machine Interface Systems Lab de la Universidad

interfaces cerebro - computador , basadas en EEG , aplicadas a la rehabilitación

y

asistencia tanto de miembro superior como de miembro inferior . Para la rehabilitación

DPI2011 - 27022 - C02 - 01 ) , financiado por el Ministerio de Economía

y

Competitividad , la UMH ha desarrollado dos interfaces cerebro - computador , una

desarrollado dos interfaces cerebro - computador , una basada en imaginación motora

y

otra basada en la detección de la intención de movimiento , que permiten controlar

obstáculos inesperados durante la marcha ( Salazar - Varas et al . , 2015 )

y

una interfaz cerebro - computador que permite detectar el inicio y fin de la marcha

. , 2015 ) y una interfaz cerebro - computador que permite detectar el inicio

y

fin de la marcha ( Hortal et al . , 2016 ) . Por otra parte ,

mediante 4 tareas mentales un brazo robot ( Hortal et al . , 2015a )

y

una BCI basada en potenciales evocados que permite controlar un brazo robot en 6

uso de técnicas basadas en realidad virtual , ii ) control de una silla de ruedas

y

iii ) mejora de la usabilidad de teclados virtuales basados en el P300 y aplicados

ruedas y iii ) mejora de la usabilidad de teclados virtuales basados en el P300

y

aplicados a pacientes de esclerosis lateral amiotrófica ( ELA ) . La mejora de técnicas

al . , 2008 , Da Silva - Sauer et al . , 2013 )

y

, por otro lado , hacer uso de técnicas de realidad virtual que proporcionasen mayor

proporcionasen mayor atractivo al feedback , incrementando la motivación del sujeto

y

mejorando sus prestaciones ( Ron - Angevin et al . , 2009a ) . La

, 2010 ) , robots ( Velasco - Álvarez et al . , 2013 )

y

, finalmente , sillas de ruedas ( Varona - Moya et al . , 2015

escritura . Para ello , el teclado desarrollado se ha basado en una matriz reducida

y

en el predictor T9 , habiendo sido probado sobre sujetos sanos y un paciente

matriz reducida y en el predictor T9 , habiendo sido probado sobre sujetos sanos

y

un paciente de ELA con resultados muy positivos ( Da silva - Sauer et al

tales como TV , DVD , luces , reproductor de música , ventilador , calefacción

y

teléfono ( Corralejo et al . , 2014 ) ; ( 2 ) una aplicación

través de hipervínculos , la reproducción de multimedia , la redacción de e - mails

y

formularios , etcétera ( Martínez - Cagigal et al . , 2016 ) ; y

y formularios , etcétera ( Martínez - Cagigal et al . , 2016 ) ;

y

( 3 ) una aplicación de entrenamiento cognitivo orientada a ralentizar las consecuencias

BCI Lab - UGR ) , encuadrado dentro del grupo de investigación CASIP ( Circuitos

y

Sistemas para el Procesamiento de la Información ) , ha contribuido en el apartado

a través de diversas líneas , entre las que destacan : i ) la caracterización

y

uso de potenciales evocados visuales de estado estable o SSVEP ( del inglés , Steady

( Lopez - Gordo et al . , 2011a ) , ii ) el estudio

y

aplicación de los potenciales evocados auditivos en BCI ( Lopez - Gordo et al .

( Lopez - Gordo et al . , 2011b ) , iii ) la detección

y

clasificación de la atención selectiva a través de BCI en escenarios con múltiples

fuentes de sonido o efecto Cocktail Party ( Minguillon et al . , 2016a )

y

iv ) la exploración y el estudio de nuevos métodos para sincronización en aplicaciones

Cocktail Party ( Minguillon et al . , 2016a ) y iv ) la exploración

y

el estudio de nuevos métodos para sincronización en aplicaciones BCI ( Lopez -

Event - Related Potentials ) ( Lopez - Gordo et al . , 2015 )

y

otros métodos basados en bio - sincronización ( Lopez - Gordo et al . ,

de la UGR ha realizado una revisión crítica del estado del arte sobre tendencias

y

requisitos para la eliminación de artefactos en sistemas BCI modernos ( Minguillon

de Andalucía , en colaboración con el grupo DIANA de la Universidad de Málaga ;

y

b ) el proyecto Plat - EEG ( Plataforma de altas prestaciones para la adquisición

Plat - EEG ( Plataforma de altas prestaciones para la adquisición , extracción

y

procesamiento inteligente de señales EEG , P11 - TIC7983 ) de la Junta de Andalucía

el grupo DIANA de la Universidad de Málaga . El Grupo de Ingeniería Neural

y

Cognitiva del Centro de Automática y Robótica ( CAR ) , UPM - CSIC ,

de Málaga . El Grupo de Ingeniería Neural y Cognitiva del Centro de Automática

y

Robótica ( CAR ) , UPM - CSIC , ha implementado (

) en una una estrategia que integra el Sistema Nervioso Periférico ( SNP )

y

el Sistema Nervioso Central terapia de rehabilitación física y cognitiva mediante

Periférico ( SNP ) y el Sistema Nervioso Central terapia de rehabilitación física

y

cognitiva mediante el desarrollo de una interfaz cerebro - computador ( Serrano et

- vascular ( Antelis et al . , 2017 ) . Robótica de rehabilitación

y

asistencia La robótica de rehabilitación y asistencia representa el paradigma

2017 ) . Robótica de rehabilitación y asistencia La robótica de rehabilitación

y

asistencia representa el paradigma de la tecnología robótica en interacción con

inglés ) , son un ejemplo de tecnología robótica aplicada a la rehabilitación

y

la asistencia ( Pons , 2010 ) . La robótica de rehabilitación y asistencia

rehabilitación y la asistencia ( Pons , 2010 ) . La robótica de rehabilitación

y

asistencia se aplica para paliar trastornos del movimiento de origen neurológico

origen neurológico o traumático , que afectan al miembro superior e inferior ,

y

es un campo de investigación extremadamente activo en las últimas décadas , hasta

prototipo , E2REBOT , que se encuentra actualmente en fase de validación clínica

y

en el que se han aplicado los resultados de dos líneas de investigación : sistemas

aplicado los resultados de dos líneas de investigación : sistemas de control hápticos

y

estrategias de control basadas en realimentación de señales fisiológicas . E2REBOT

( " Assist as Needed " ) ( Guerrero et al . , 2011 )

y

permite ajustar varios parámetros durante el desarrollo de la terapia , de manera

durante el desarrollo de la terapia , de manera automática de acuerdo a la situación

y

necesidades del paciente , ( Guerrero et al . , 2010 ) . La segunda línea

trabaja , entre otros temas , en el desarrollo de robots para aplicaciones médicas

y

dispositivos de asistencia y rehabilitación . En el campo de la robótica de rehabilitación

en el desarrollo de robots para aplicaciones médicas y dispositivos de asistencia

y

rehabilitación . En el campo de la robótica de rehabilitación este grupo es activo

dispositivos asistenciales para su uso en terapias adaptativas , interfaces multimodales

y

análisis cinemático y dinámico del control motor humano ( Badesa et al . ,

su uso en terapias adaptativas , interfaces multimodales y análisis cinemático

y

dinámico del control motor humano ( Badesa et al . , 2016 ) .

prótesis , es una de las áreas de creciente interés en la comunidad científica

y

clínica . El Grupo de Neuro - Rehabilitación del Instituto Cajal ha sido uno de

miembro inferior , dirigidos , por tanto , a trastornos neurológicos como el ictus ,

y

con el objetivo de normalizar y rehabilitar el patrón de marcha patológico ( Moreno

por tanto , a trastornos neurológicos como el ictus , y con el objetivo de normalizar

y

rehabilitar el patrón de marcha patológico ( Moreno et al . , 2008 ; Cullell

aportaciones en este ámbito se han centrado en el desarrollo de nuevos actuadores compactos

y

energéticamente eficientes ( Moreno et al . , 2005 ; Claros et al . ,

la segmentación del ciclo de la marcha , como para la identificación de estados

y

sub - fases de dicho ciclo ( Moreno et al . , 2006 ; Lambrecht

. , 2006 ; Lambrecht et al . , 2016 ) . también

y

supresión De esta etapa inicial se pueden destacar las contribuciones en

compatibilidad con la cinemática articular anatómica , la transparencia de uso

y

a su validación mediante estudios piloto con pacientes con la enfermedad de Parkinson

validación mediante estudios piloto con pacientes con la enfermedad de Parkinson

y

con temblor esencial ( Rocon et al . , 2007 ) . de

temblores En general se puede decir que , a partir de estos primeros desarrollos ,

y

al margen de mejoras en control , mecánica y sensorización ( Bortole et al .

partir de estos primeros desarrollos , y al margen de mejoras en control , mecánica

y

sensorización ( Bortole et al . , 2015 ; Rajasekaran et al . , 2014

, la tendencia hasta la actualidad ha incluido : ( 1 ) El estudio

y

desarrollo de mejores interfaces cognitivas con los robots de rehabilitación ( Lagoda

Barrios et al . , 2012 ; Xu et al . , 2014 ) ,

y

la extracción de información no intencional del operario ( por ejemplo , temblores

exploración de la neuroprotésica como alternativa a la robótica en rehabilitación

y

asistencia ( Hayashibe et al . , 2015 ) . Aquí cabe destacar el desarrollo

supresión de temblores patológicos en el marco de los proyectos europeos TREMOR

y

NEUROTREMOR , con aproximaciones ligeramente diferentes , en el primer caso mediante

( Gallego et al . , 2013 , Koutsou et al . , 2016 )

y

en el segundo caso mediante estimulación periférica sensorial ( Dosen et al . ,

2016 ) . ( 3 ) El desarrollo de sistemas híbridos que incorporan robots

y

neuroprótesis para la rehabilitación y la asistencia , en el ámbito del entrenamiento

sistemas híbridos que incorporan robots y neuroprótesis para la rehabilitación

y

la asistencia , en el ámbito del entrenamiento de la marcha ( del Ama et

del entrenamiento de la marcha ( del Ama et al . , 2014 ) ,

y

en el ámbito del control coordinado y aprendizaje de modelos para la rehabilitación

Ama et al . , 2014 ) , y en el ámbito del control coordinado

y

aprendizaje de modelos para la rehabilitación del miembro superior ( Resquín et

. , 2015b ) . ( 4 ) El uso del robot de rehabilitación

y

el sistema sensorial adjunto para la valoración del progreso en el proceso de

sensorial adjunto para la valoración del progreso en el proceso de rehabilitación

y

asistencia , mediante variables biomecánicas ( de los Reyes - Guzmán et al . ,

Nombela et al . , 2016 ; Barroso et al . , 2016 ) ,

y

mediante variables bioeléctricas centrales , tales como EEG , ( Ibáñez et al .

( Ibáñez et al . , 2015 ) . ( 5 ) El desarrollo

y

propuesta de entornos normativos para la evaluación comparativa de estos sistemas

intervenciones no tecnológicas , por ejemplo , mediante la asociación de fármacos

y

terapia robótica ( Tran et al . , 2016 ) , o tecnológica , por ejemplo

mediante combinación con estimulación cerebral por TMS o tDCS . Procesado de EEG

y

MEG El procesado de señales biomédicas se revela fundamental en el estudio de

mecanismos necesarios para desarrollar nuevas neurotecnologías de rehabilitación

y

asistencia . Concretamente , este apartado se centra en el estudio de las señales

apartado se centra en el estudio de las señales de electroencefalografía ( EEG )

y

magnetoencefalografía ( MEG ) , capaces de registrar las actividades eléctrica

y

magnética del cerebro , respectivamente . El Grupo de Ingeniería Biomédica de

de Ingeniería Biomédica de la Universidad de ( GIB - UVa ) posee una amplia

y

contrastable Valladolid experiencia en el procesado de dichas señales . Este grupo

( Fernández et al . , 2012 ; Gómez et al . , 2013 )

y

ayudar al diagnóstico de diferentes patologías , como la enfermedad de Parkinson

señal relativo a la cancelación de artefactos ( Escudero et al . , 2011 )

y

reducir el coste computacional en el análisis MEG ( Martínez - Zarzuela et al .

Investigación en Ingeniería Biomédica de la Universitat Politècnica de Catalunya ,

y

aplica técnicas de ingeniería al ámbito médico para la mejora de los procesos

ingeniería al ámbito médico para la mejora de los procesos de rehabilitación

y

las terapias clínicas , que se evalúan y monitorizan a través de procesado de

mejora de los procesos de rehabilitación y las terapias clínicas , que se evalúan

y

monitorizan a través de procesado de señales multicanal en los ámbitos neurológico

de procesado de señales multicanal en los ámbitos neurológico , neuromuscular ,

y

respiratorio . En el primero de ellos , se persigue la mejora de la detección y

y respiratorio . En el primero de ellos , se persigue la mejora de la detección

y

caracterización de la actividad y conectividad cerebrales para evaluar los efectos

ellos , se persigue la mejora de la detección y caracterización de la actividad

y

conectividad cerebrales para evaluar los efectos de enfermedades neurológicas y

y conectividad cerebrales para evaluar los efectos de enfermedades neurológicas

y

neurodegenerativas , así como el efecto farmacológico durante vigilia y sueño

neurológicas y neurodegenerativas , así como el efecto farmacológico durante vigilia

y

sueño . La cuantificación de estos efectos , mediante técnicas de procesado avanzadas

evaluar objetivamente , por ejemplo , los efectos de un fármaco en el cerebro ,

y

de esta forma poder determinar el instante y la dosis más adecuada . El grupo

de un fármaco en el cerebro , y de esta forma poder determinar el instante

y

la dosis más adecuada . El grupo BIOART ha desarrollado métodos automáticos de

gravemente distorsionado debido a artefactos de origen metálico . Tras el diseño

y

aplicación de un algoritmo automático se evaluó las mejoras de las señales filtradas

frecuencia . Mediante la utilización de beamformer , una técnica de reducción de ruido

y

localización de fuentes cerebrales , se desarrollaron métodos para la detección

- procesamiento de señales de EEG , habiendo desarrollado sistemas de detección

y

eliminación de artefactos en EEG ( Vialatte et al . , 2008 ; Solé -

las que destacan : i ) una revisión crítica del estado del arte en tendencias

y

requisitos para la eliminación de artefactos en sistemas BCI modernos ( Minguillon

eliminación de artefactos en sistemas BCI modernos ( Minguillon et al . , 2017 )

y

ii ) un estudio relacionado con la medida del estrés a través de ritmos cerebrales

del estrés a través de ritmos cerebrales ( Minguillon et al . , 2016b )

y

la influencia de la luz sobre distintas señales electrofisiológicas ( incluyendo

and Language ” ha realizado numerosas publicaciones analizando señales EEG , MEG

y

técnicas de neuroimagen aplicados a estudiar los trastornos del lenguaje y el efecto

, MEG y técnicas de neuroimagen aplicados a estudiar los trastornos del lenguaje

y

el efecto del multilingüismo en la actividad cerebral ( Antonakakis et al . , 2016

caracterizar los pacientes con deterioro cognitivo leve ( López et al . , 2014 )

y

pre - procesado de la señal MEG ( Gonzalez - Moreno et al . ,

estudia los mecanismos cerebrales de las funciones cognitivas , desde la atención

y

la percepción auditiva , hasta el procesamiento de las emociones mediante los potenciales

potenciales evocados del EEG ( Slabu et al . , 2010 ) . Neuromodulación

y

Neuroestimulación Durante los últimos años la industria tecnológica ha mostrado

con un cambio en el paradigma de la rehabilitación . no neuroestimulación

y

implantados . La La estimulación neuronal permite modular directamente la actividad

tenido gran éxito en la traslación desde la investigación básica a la clínica

y

está representando un mercado interesante para apoyar una industria muy activa de

estimulación mediante las técnicas de rTMS ( repetitive Transcraneal Magnetic Stimulation )

y

tDCS representa una manera nueva , indolora y no invasiva de estimulación del cerebro

Transcraneal Magnetic Stimulation ) y tDCS representa una manera nueva , indolora

y

no invasiva de estimulación del cerebro de las personas de cara a modular las funciones

neurorehabilitación , representan una gran oportunidad para guiar fénomenos de neuroplasticidad

y

conseguir mejoras los funcionales . No obstante , sobre estimulación cortical necesitan

como se deben realizar más estudios que demuestren que son tratamientos eficaces

y

aplicables en personas afectas de alteraciones del SNC . En este capítulo el Institut

Institut Guttmann es Centro de Referencia Nacional ( CSUR ) para la lesión medular

y

tiene varios programas de implantes de neuroprótesis para suplir funciones perdidas

; Slof et al . , 2014 ) , implante para manejo de la vejiga

y

el intestino neurógeno , sistema SARS ( Sacral Anterior Root Stimulator ) ( Sarrias

) ( Sarrias et al . , 1993 ; Borau Duran , 2004 ) ,

y

estimulación del nervio dorsal genital para la hiperactividad del detrusor en la

en técnicas de estimulación cerebral no invasiva a través de técnicas de TMS

y

tDCS . Ambas se han venido utilizando durante los últimos años en diferentes aplicaciones

envejecimiento ( Vidal - Piñeiro et al . , 2014 ) . Además ,

y

en colaboración con otros grupos , se han usado técnicas de estimulación . Por ejemplo

usado técnicas de estimulación . Por ejemplo , con el Instituto de Fisiología

y

Medicina del Arte en Terrassa , para el tratamiento de la distonía en músicos (

los trastornos de lenguaje o afasia ( Martin et al . , 2014 ) ;

y

con el Laboratorio de Fisiología Gastrointestinal del Hospital de Mataró , para

) , en el marco del proyecto Associate financiado por el Ministerio de Economía

y

Competitividad ( DPI2014 - 58431 - C4 - 2 - R ) , está desarrollando

al . , 2016 ) con la finalidad de combinarlas con interfaces cerebro - máquina

y

exoesqueletos de miembro inferior para mejorar las terapias de rehabilitación de

ha estudiado el efecto que tiene el aplicar técnicas de tDCS en la corteza motora

y

el cerebelo en la clasificación de imaginación motora a partir del EEG ( Angulo

al . , 2016 ) . Conclusión Las neurotecnologías para rehabilitación

y

asistencia engloban un conjunto variado de tecnologías . Parte de ellas resultan

distintos papeles auxiliares . Este artículo ha dirigido su atención a las primeras ,

y

la revisión llevada a cabo ha mostrado que la investigación de las neurotecnologías

neurotecnologías en España cubre un amplio rango de tecnologías fundamentales

y

tratamientos , y que numerosos grupos desarrollan su labor en este ámbito con buenos

neurotecnologías en España cubre un amplio rango de tecnologías fundamentales y tratamientos ,

y

que numerosos grupos desarrollan su labor en este ámbito con buenos resultados .

NEUROTEC - Red Temática de Investigación en Neurotecnologías para la Asistencia

y

la Rehabilitación ( DPI2015 - 69098 - REDT ) , financiada por Ministerio de Economía

Rehabilitación ( DPI2015 - 69098 - REDT ) , financiada por Ministerio de Economía

y

Competitividad . Introducci´on Los sistemas Brain - Computer

Interface ( BCI ) permiten establecer un sistema de comunicacion entre el cerebro

y

el medio capaz de traducir las intenciones del usuario en comandos de control de

comandos de control de un dispositivo ( K¨ubler et al . , 2007 ; K¨ubler

y

Birbaumer , 2008 ; Wolpaw et al . , 2000 , 2002 ) . Generalmente

neuronales que controlan las funciones motoras ( K¨ubler et al . , 2007 ; K¨ubler

y

Birbaumer , 2008 ; Wolpaw et al . , 2000 , 2002 ) . Aunque

debido a su bajo coste , facilidad de uso , portabilidad ,

y

naturaleza no invasiva . De esta manera , la actividad el´ectrica del cerebro se

camuﬂados entre est´ımulos irrelevantes que tienen que ser ignorados ( Farwell

y

Donchin , 1988 ; Wolpaw et al . , 2002 ) . Originalmente desarrollado por

, 1988 ; Wolpaw et al . , 2002 ) . Originalmente desarrollado por Farwell

y

Donchin ( 1988 ) , el “ P300 Speller ” es una de las aplicaciones

estimulaci´on visual . Consiste en mostrar al usuario una matriz de comandos cuyas ﬁlas

y

columnas se iluminan aleatoriamente . El usuario ´unicamente debe prestar atenci´on

comando que desea seleccionar el usuario , por tanto , se determina reconociendo donde

y

cuando se han producido tales potenciales ( Farwell y Donchin , 1988 ; Wolpaw et

determina reconociendo donde y cuando se han producido tales potenciales ( Farwell

y

Donchin , 1988 ; Wolpaw et al . , 2002 ) . Debido a

al . , 2002 ) . Debido a la alta variabilidad inter - sesion

y

a la baja relacion señal a ruido , es necesario realizar un promediado de varias

un sobre - entrenamiento del clasiﬁcador ( Cecotti et al . , 2011 ; Perseh

y

Sharafat , 2012 ) . Una reducci´n de los datos a procesar , ya sea

o una seleccion de canales , por tanto , ayuda a evitar el sobre - entrenamiento

y

reducir la carga computacional del sistema . De hecho , el uso de un numero ´optimo

clasiﬁcadores , como un conjunto de maquinas vectoriales de soporte ( Rakotomamonjy

y

Guigue , 2008 ) o un analisis discriminante lineal bayesiano despues de aplicar un

xDAWN para ensalzar los potenciales P300 ( Rivet et al . , 2012 ) ;

y

( ii ) los basados en el ratio entre la señal buscada y la señal

) ; y ( ii ) los basados en el ratio entre la señal buscada

y

la señal ruidosa ( SSNR ) ( Cecotti et al . , 2011 ) .

metodos deterministas funcionan adecuadamente cuando la funcion a optimizar es continua

y

unimodal . No obstante , en la practica , la funcon de coste suele ser discontinua

y

presentar irregularidades , aumentando la probabilidad de que este tipo de metodos

, 2013 ) . La SI integra el comportamiento colectivo de sistemas descentralizados

y

auto - organizados , cuya poblacion esta formada por agentes que interactuan entre

organizados , cuya poblacion esta formada por agentes que interactuan entre ellos

y

con el entorno ( Yang et al . , 2013 ) . El ﬂujo de

informacion que se transmite entre dichos agentes permite realizar una busqueda local

y

global simultaneamente , lo cual aumenta la robustez del sistema al no depender de

, lo cual aumenta la robustez del sistema al no depender de agentes individuales

y

, por tanto , evita la convergencia hacia un mınimo local ( Brownlee , 2011 ;

con anterioridad , reportando resultados adecuados ( Jin et al . , 2010 ; Perseh

y

Sharafat , 2012 ; Gonzalez et al . , 2013 ) . No obstante , la

campo de investigacion muy extenso que cada vez integra una mayor cantidad de metodos

y

, hasta donde tenemos conocimiento , no se ha evaluado el rendimiento de algoritmos

3 ) colonia artiﬁcial de abejas , ( 4 ) sistema binario de hormigas ,

y

( 5 ) algoritmo de luciernagas Señales Los metodos aplicados en este estudio

Los usuarios debıan ﬁjarse en los caracteres a seleccionar mientras las ﬁlas

y

las columnas de la matriz se iluminaban aleatoriamente con una frecuencia de 5 ,

, se aplic´o un ﬁltro paso - banda entre 0 , 1 – 60 Hz

y

un ﬁltro de ranura a 50 Hz para eliminar la interferencia de la red electrica

repitieron durante 15 secuencias para cada caracter . Los subconjuntos de entrenamiento

y

test est´an formados por 85 y 100 caracteres , respectivamente . Se puede consultar

cada caracter . Los subconjuntos de entrenamiento y test est´an formados por 85

y

100 caracteres , respectivamente . Se puede consultar informacion adicional en Blankertz

, 2013 ) . El movimiento de dichas partıculas posee una componente determinista

y

una componente estoc´astica . Por un lado , cada partıcula i = 1 , 2 , .

manera aleatoria . En cada iteracion , por tanto , se actualizan las velocidades v

y

las posiciones x de las partıculas como sigue : Figura 1 : Metodologıa empleada

de caracterısticas , ( 2 ) seleccion de canales sobre los datos de entrenamiento

y

aplicacion de la soluci´on ´optima , y ( 3 ) clasiﬁcacion de caracterısticas

canales sobre los datos de entrenamiento y aplicacion de la soluci´on ´optima ,

y

( 3 ) clasiﬁcacion de caracterısticas . problema como c , donde cn =

, as´ı como la adaptacion binaria para su aplicacion en los sistemas P300 - BCI

y

la funcion de coste multi - objetivo empleada . La ﬁgura 1 ilustra la

i ) se extrayeron los datos relativos a cada estımulo en una ventana entre 0

y

700 ms ; y ( ii ) se realizo un submuestreo a f = 20

los datos relativos a cada estımulo en una ventana entre 0 y 700 ms ;

y

( ii ) se realizo un submuestreo a f = 20 Hz sobre dichos datos

- objetivo que : ( 1 ) minimiza el numero de canales a seleccionar ,

y

( 2 ) maximiza la precision del clasiﬁcador . En este caso , la precision

partıculas ( PSO , Particle Swarm Optimization ) , originalmente desarrollada por Kennedy

y

Eberhart ( 1995 ) , constituyo una novedosa metaheurıstica basada en el comportamiento

constituyo una novedosa metaheurıstica basada en el comportamiento social de aves

y

bancos de peces que donde ε1 , ε2 ∼ U (

donde ε1 , ε2 ∼ U ( 0 , 1 ) son componentes aleatorias

y

α1 y α2 son los coeﬁcientes de conﬁanza de la mejor posici´on individual y

ε1 , ε2 ∼ U ( 0 , 1 ) son componentes aleatorias y α1

y

α2 son los coeﬁcientes de conﬁanza de la mejor posici´on individual y global

y α1 y α2 son los coeﬁcientes de conﬁanza de la mejor posici´on individual

y

global , respectivamente ( Brownlee , 2011 ; Yang et al . , 2013 )

respectivamente ( Brownlee , 2011 ; Yang et al . , 2013 ) . Tal

y

como se puede observar en la expresion ( 1 ) , la velocidad es un

umbralizacion sobre una funcion sigmoide ( i . e . , log´ıstica ) ( Kennedy

y

Eberhart , 1997 ; Yang et al . , 2013 ; Gonzalez et al .

et al . , 2013 ; Gonzalez et al . , 2013 ) , tal

y

como se muestra a continuacion : donde S ( u )

) = 1 / ( 1 + e−u ) es la funci´on sigmoide empleada ,

y

L es el umbral establecido . Bees Algorithm El algoritmo de abejas (

1 ) la direcc´on a seguir , ( 2 ) la distancia a recorrer ,

y

( 3 ) la calidad del lugar . Dicha calidad , o aptitud , es

calidad de tales posiciones , se ordenan seg´un su aptitud de manera descendente

y

se explotan los ms lugares m´as prometedores , de los cuales mes se asignaran como

posici´on en cada iteracion , entendiendo por mutaci´on un cambio de 0 a 1 ,

y

viceversa . Artiﬁcial Bee Colony La colonia artiﬁcial de abejas es un algoritmo

) las abejas empleadas , que explotan la vecindad de las mejores localizaciones ;

y

( 3 ) las abejas observadoras , que usan la aptitud de las posiciones previas

algoritmo utilizado . Para empezar , se generan aleatoriamente Ns posiciones de comida

y

se les asigna un contador . En la fase de las abejas empleadas , se

la siguiente expresion : donde φ ∼ U ( −1 , 1 )

y

n indica un vecino seleccionado aleatoriamente . Si la nueva localizacion posee una

nueva localizacion posee una mejor aptitud que la anterior , se actualiza la posicion

y

se reinicia el contador . A continuacion , cada una de las Ns abejas observadoras

evalua la vecindad de las localizaciones seleccionadas mediante la expresion ( 4 )

y

se actualizan los contadores . Para ﬁnalizar , se comprueba si algun contador supera

Para ﬁnalizar , se comprueba si algun contador supera el lımite de abandono ϕ

y

, en tal caso , se crea una abeja exploradora que sustituye dicha localizacion generando

la hora de buscar comida . ´Estas inicialmente se mueven de manera aleato - ria

y

, una vez encuentran comida , regresan a la colonia dejando un rastro de feromonas

feromonas . Si otras hormigas encuentran dicho rastro , es probable que lo sigan

y

lo refuercen . Asimismo , las femoronas se evaporan con el paso del tiempo ,

tiempo , permitiendo ası el abandono de los caminos con poca comida o mayor recorrido

y

la convergencia hacia una solucion ´optima ( Dorigo y Di Caro , 1999 ; Dorigo

y

St¨utzle , 2004 ) . El pseudocodigo 4 describe el algoritmo utilizado .

rechazarlos sera p ( 0 ) . Posteriormente , se actualiza el factor de convergencia

y

se evalua la poblacion , actualizando : ( 1 ) la mejor solucion encontrada en

iteracion , sib ; ( 2 ) la mejor solucion global encontrada , sgb ;

y

( 3 ) la mejor solucion encontrada por cada hormiga , Srb . Finalmente ,

comportamiento que muestran las luciernagas a la hora de comunicarse entre ellas

y

buscar presas potenciales . Las luciernagas macho iluminan su abdomen con patrones

intensidad de la iluminacion , que disminuye a medida que aumenta la distancia ;

y

( 3 ) el brillo de las iluminaciones se corresponde con la funcion de coste

pseudocodigo 5 . Para empezar , se genera aleatoriamente la poblaci´on de N f luci´ernagas

y

se eval´ua su coste F ( i . e . , brillo ) . Para

M´etodo FA binario empleado donde β0 es la atraccion inicial , γ

y

δ son constantes que caracterizan el comportamiento exponencial de la atracci´n

son constantes que caracterizan el comportamiento exponencial de la atracci´n ,

y

ri j es la distancia entre las luci´ernagas i y j . Posteriormente , se

exponencial de la atracci´n , y ri j es la distancia entre las luci´ernagas i

y

j . Posteriormente , se suma la atracci´on a la posici´on anterior y se le

luci´ernagas i y j . Posteriormente , se suma la atracci´on a la posici´on anterior

y

se le a˜nade una componente aleatoria μ ∼ μ0U ( −0 , 5 , 0

discretizado la actualizaci´on de la posicion mediante la funci´on sigmoide , tal

y

como se mostr´o en la expresion ( 3 ) ( Yang et al . ,

, 1 } . Por esta razon , se ha empleado el enfoque de Bhattacharjee

y

Sarmah ( 2015 ) , que las sustituye por distancias de Hamming . Es decir ,

ri , j es el porcentaje de bits que diﬁeren entre los vectores binarios i

y

j ( Bhattacharjee y Sarmah , 2015 ) . Backward Elimination Con el

porcentaje de bits que diﬁeren entre los vectores binarios i y j ( Bhattacharjee

y

Sarmah , 2015 ) . Backward Elimination Con el ﬁn enriquecer la comparativa

eval´ua la precision al quitar cada uno de los canales del conjunto de forma recursiva

y

se van eliminando aquellos cuya relevancia sea menor que el resto . Se entiende

consideran como objeti - vo la minimizacion del error en clasiﬁcacion ( Perseh

y

Sharafat , 2012 ; Gonzalez et al . , 2013 ) . Para estimar

del mismo tamaño . Se entrena el clasiﬁcador LDA con uno de los subconjuntos ,

y

se testea con el resto . Se repite este procedimiento con el resto de subconjuntos

cuando solamente se emplea un canal ( i . e . , caso ´optimo )

y

maxima cuando se emplen los Nd canales disponibles . Dado que un numero muy bajo

coste multi - objetivo es la siguiente : donde ωα

y

ωc son constantes que ponderan la importancia de cada uno de los objetivos .

publicaciones de referencia , las dimensiones del problema , su naturaleza binaria

y

las limitaciones computacionales del sistema que los ha ejecutado , siendo ´este

total de 20 agentes ( i . e . , part´ıculas , abejas , hormigas

y

luciernagas , respectivamente ) en PSO , ABC , BAS y FA ; y un

, abejas , hormigas y luciernagas , respectivamente ) en PSO , ABC , BAS

y

FA ; y un total de 17 en BA ( Kennedy y Eberhart , 1997

hormigas y luciernagas , respectivamente ) en PSO , ABC , BAS y FA ;

y

un total de 17 en BA ( Kennedy y Eberhart , 1997 ) . Las

ABC , BAS y FA ; y un total de 17 en BA ( Kennedy

y

Eberhart , 1997 ) . Las constantes que determinan la ponderaci´on de la funcion

de la funcion multi - objetivo se han ﬁjado en ωα = 0 , 7

y

ωc = 0 , 3 , asumiendo que la importancia de asegurar una precision alta

seleccionados en las 10 repeticiones de cada metodo para el sujeto A ( izquierda )

y

para el sujeto B ( derecha ) . ( 2008 ) , en las

las posiciones Fz , Cz , Pz , P3 , P4 , P07 , PO8

y

Oz , de acuerdo al Sistema Internacional 10 – 20 ( Salvaris y Sepulveda ,

, PO8 y Oz , de acuerdo al Sistema Internacional 10 – 20 ( Salvaris

y

Sepulveda , 2009 ; Martinez - Cagigal et al . , 2016 ) .

lo cual indica que poseen una alta relevancia a la hora de caracterizar los P300

y

favorecer la clasiﬁcacion . En la Figura 4 se ilustra una comparativa entre los

por los metodos de inteligencia de enjambre , el conjunto de los 8 canales tıpicos

y

el metodo de eliminacion recursiva de canales . Tal y como se puede observar ,

de los 8 canales tıpicos y el metodo de eliminacion recursiva de canales . Tal

y

como se puede observar , ninguno es capaz de mejorar las precisiones alcanzadas por

soluciones encontradas por cada metodo en funcion del numero de secuencias empleado

y

el numero de canales seleccionados . Tal y como se puede observar , en general ,

funcion del numero de secuencias empleado y el numero de canales seleccionados . Tal

y

como se puede observar , en general , la disminucion drastica del numero de canales

set de 8 canales de Krusienski et al . ( 2008 ) ( negro )

y

el metodo de eliminacion recursiva ( gris ) . Discusion En la Figura 2

todos los metodos , la cual se muestra mas pronunciada para los casos de PSO

y

BA ; seguida por ABC y BAS ; y , ﬁnalmente , por FA .

se muestra mas pronunciada para los casos de PSO y BA ; seguida por ABC

y

BAS ; y , ﬁnalmente , por FA . La leve variacion que experimentan las

pronunciada para los casos de PSO y BA ; seguida por ABC y BAS ;

y

, ﬁnalmente , por FA . La leve variacion que experimentan las curvas de convergencia

variacion que experimentan las curvas de convergencia para los algoritmos ABC , BAS

y

FA indica que , o bien ( i ) se encuentra una solucion optima en

esta mas inﬂuenciada por el comportamiento del enjambre que en los casos de PSO

y

BA . En PSO se establece un compromiso entre la conﬁanza individual de cada

PSO se establece un compromiso entre la conﬁanza individual de cada part´ıcula

y

la conﬁanza del enjambre . Tıpica - mente se ponderan con el mismo valor (

. e . , α1 = α2 = 2 ) , favoreciendo una busqueda local

y

global simultaneamente con la misma probabilidad ( Kennedy y Eberhart , 1995 ; Brownlee

favoreciendo una busqueda local y global simultaneamente con la misma probabilidad ( Kennedy

y

Eberhart , 1995 ; Brownlee , 2011 ) . En el caso de BA ,

factor λ a medida que avanza el algoritmo ( Brownlee , 2011 ) , tal

y

como se ha reﬂejado en la Figura 2 . De esta manera , el objetivo de

las ´ultimas generaciones es realizar una busqueda local . En contraposicion a PSO

y

ABC , a pesar de que se ha establecido un lımite de abandono relativamente bajo

2015 ) , generando posiciones aleatorias con menos frecuencia que los algoritmos PSO

y

BA . Una manera de aumentar la busqueda global del algoritmo serıa asegurar la presencia

. La busqueda global se controla mediante el peso de la componente aleatoria μ0

y

mediante elitismo , siendo la mejor solucion la ´unica que puede reinicializarse

ligeramente del resto , puesto que varıa progresivamente la conﬁanza individual , local

y

global de las hormigas de acuerdo al nivel de consolidaci´on de una solucion a lo

de coste en pequeños pasos que siguen una tendencia lineal , a diferencia de PSO

y

BA ( ver Figura 2 ) . Por lo tanto , la selecci´on de un metodo u

los problemas de aprendizaje autom´atico , dado que los conjuntos de entrenamiento

y

test no son similares y , por tanto , un buen rendimiento en uno de ellos

aprendizaje autom´atico , dado que los conjuntos de entrenamiento y test no son similares

y

, por tanto , un buen rendimiento en uno de ellos no necesariamente asegura una buena

ellos no necesariamente asegura una buena clasiﬁcacion en el restante ( Witten

y

Frank , 2011 ) . La convergencia de los algoritmos basados en SI depende

en gran medida de los parametros utilizados . Aunque existen ciertas directrices

y

recomendaciones generales a la hora de ﬁjarlos ( Brownlee , 2011 ) , su optimizacion

ﬁjarlos ( Brownlee , 2011 ) , su optimizacion depende de la experiencia del usuario

y

de las caracterısticas del problema a resolver . En este aspecto , algoritmos como

tecnicas de validacion . Sin embargo , la cantidad de parametros que requieren BA , BAS

y

FA hace que su optimizacion exhaustiva sea demasiado costosa y , por tanto , que

requieren BA , BAS y FA hace que su optimizacion exhaustiva sea demasiado costosa

y

, por tanto , que sea comun ﬁjarlos de manera empırica o basandose en ciertas

una media de 27 , 80 ± 2 , 95 canales para el sujeto A

y

de 20 , 60 ± 3 , 21 canales para el sujeto B sin comprometer

empleando la mejor solucion alcanzada por cada metodo en funcion del numero de secuencias

y

del numero de canales seleccionados . precision ﬁnal obtenida . El sujeto A alcanza

canales , precision que es igualada por las soluciones propuestas por los algoritmos BA

y

BAS empleando menos de la mitad de los canales disponibles . En este caso ,

canales disponibles . En este caso , las solucio - nes de PSO , ABC

y

FA comprometen ligeramente la precision , obteniendo un maximo de 95 % , 94 %

y

94 % , respectivamente . Para el sujeto B se obtiene una precision del 92

del 92 % empleando los 64 canales disponibles , igualada por las soluciones de PSO

y

BAS , y superada por el resto . De hecho , BA obtiene una precision del

empleando los 64 canales disponibles , igualada por las soluciones de PSO y BAS ,

y

superada por el resto . De hecho , BA obtiene una precision del 96 % ,

, BA obtiene una precision del 96 % , seguido por FA con 94 %

y

ABC con 93 % . Tam - bien es de utilidad comparar los resultados con

canales : Fz , Cz , Pz , P3 , P4 , PO7 , PO8

y

Oz . En la Tabla 1 se puede comprobar que se alcanzan precisiones del 85 % y

y Oz . En la Tabla 1 se puede comprobar que se alcanzan precisiones del 85 %

y

89 % para los sujetos A y B , respectivamente . Asimismo , dado que

comprobar que se alcanzan precisiones del 85 % y 89 % para los sujetos A

y

B , respectivamente . Asimismo , dado que BE propone una solucion para cada numero

m´as cercano a ( 1 , 100 ) , correspondiente a seleccionar un ´unico canal

y

obtener una precisi´on del 100 % ( ver Figura 4 ) . Dichos subconjuntos han

7 canales para ambos sujetos , alcanzando precisiones del 87 % para el sujeto A

y

del 85 % para el sujeto B . Es decir , el rendimiento del sistema se

seleccionar los canales mas relevantes para la clasiﬁcacion en sistemas P300 - BCI

y

son capaces , no solo de igualar la precision obtenida sin realizar una selecci´on

realizar una selecci´on de canales , sino de superarla en algunos casos . Tal

y

como muestra la Figura 3 , los metodos de SI empleados seleccionan canales de manera

practicamente todas sus repeticiones . Se observa una acumulacion en la zona parietal

y

occipital del cortex para ambos usuarios , especialmente para el sujeto A . Esta

sostiene que los potenciales evocados P300 se producen en la zona parietal del cortex

y

recomienda una distribucion de canales repartidos por la zona parietal y occipital

del cortex y recomienda una distribucion de canales repartidos por la zona parietal

y

occipital , comunmente empleada desde entonces en los estudios que involucran el

solucion de 8 canales propuesta por Krusienski et al . ( 2008 ) , tal

y

como se ha discutido anteriormente . No obstante , a diferencia de PSO , BA ,

discutido anteriormente . No obstante , a diferencia de PSO , BA , ABC , BAS

y

FA , el algoritmo BE propone una solucion para cada numero de canales posible .

coste de la expresion ( 9 ) . En este aspecto , ABC , BAS

y

FA s´ı han conseguido superar la precision original en uno de los dos sujetos .

superado las precisiones originales para 15 secuencias en ambos , seleccionando 29

y

19 canales para los sujetos A y B , respectivamente . Teniendo en cuenta la

para 15 secuencias en ambos , seleccionando 29 y 19 canales para los sujetos A

y

B , respectivamente . Teniendo en cuenta la convergencia del m´etodo , las precisiones

respectivamente . Teniendo en cuenta la convergencia del m´etodo , las precisiones obtenidas ,

y

el numero de canales seleccionado , se puede aﬁrmar que el algoritmo BA modiﬁcado

conocidos , tales como PSO , ACO o ABC , se ha demostrado matematicamente ( Clerc

y

Kennedy , 2002 ; Yang et al . , 2013 ; Dorigo y St¨utzle ,

( Clerc y Kennedy , 2002 ; Yang et al . , 2013 ; Dorigo

y

St¨utzle , 2004 ; Kuger et al . , 2016 ) con anterioridad ; pero

2016 ) con anterioridad ; pero aun existe una gran brecha entre el aspecto teorico

y

practico de los algoritmos mas recientes y de sus m´ultiples variaciones . Tambien

una gran brecha entre el aspecto teorico y practico de los algoritmos mas recientes

y

de sus m´ultiples variaciones . Tambien cabe destacar que las metaheurısticas no

2 ) auto - organizacion , ( 3 ) ﬂexibilidad , ( 4 ) robustez

y

( 5 ) escalabilidad . Para empezar , su naturaleza estocastica favorece su rendimiento

deterministas clasicos basados en gradiente cuando la funcion a optimizar es multi - modal

y

posee discontinuidades , puesto que actua sobre los valores de la funcion , sin necesidad

constantemente a auto - organizarse , evitan - do ası la necesidad de supervision constante

y

evolucionando hacia una solucion m´as ´optima de manera iterativa ( Kennedy et

seleccion de canales en este artıculo se ha enfocado como un metodo wrapper ( Guyon

y

Elisseeﬀ , 2003 ) . Es decir , se evalua la utilidad de una posible solucion

la fase de test . No obstante , los procesos de validacion cruzada , entrenamiento

y

test con el clasiﬁcador LDA son necesarios cada vez que se eval´ua una soluci´on

vez que se eval´ua una soluci´on , provocando un alto coste computacional ( Guyon

y

Elisseeﬀ , 2003 ) . Cabe destacar que todos los estudios realizados con anterioridad

. Jin et al . ( 2010 ) emplearon un enfoque wrapper que integraba PSO

y

BLDA sobre una base de datos propia . Dado que el objetivo del estudio estaba

subconjuntos seleccionados por PSO mejoraron el rendimiento de los conjuntos de 8

y

16 canales tradicionales . Asimismo , Perseh y Sharafat ( 2012 ) consiguieron alcanzar

rendimiento de los conjuntos de 8 y 16 canales tradicionales . Asimismo , Perseh

y

Sharafat ( 2012 ) consiguieron alcanzar una media del 97 , 5 % de precision

combinacion de transformada wavelet discreta ( DWT , Discrete Wavelet Transform )

y

una version modi - ﬁcada de PSO con distancias de Bhattacharyya . Para terminar

solo 5 secuencias usando su metodo WASP , compuesto por : lifting DWT , PSO

y

SVM . Todos estos estudios han empleado un enfoque wrapper que combina PSO con soﬁsticados

empleado un enfoque wrapper que combina PSO con soﬁsticados metodos de extraccion

y

clasiﬁcacion de caracterısticas . Sin embargo , en este estudio hemos tratado

ambas etapas con soluciones del estado del arte : sub - muestreo como extracci´on ,

y

LDA como clasiﬁcacion ; con el objetivo de enfocar el estudio en los meto -

especular que la combinaci´on de cualquiera de ´estos con m´etodos de extracci´on

y

clasiﬁcacion mas soﬁsticados podrıa alcanzar precisiones mas altas . A pesar

- BCI , podemos destacar varias limitaciones . Para empezar , a excepcion de PSO

y

ABC , el resto de metodos empleados requieren ﬁjar una alta cantidad de parametros

, sino que aumentan considerablemente el coste computacional del sistema ( Guyon

y

Elisseeﬀ , 2003 ) . Para ﬁnalizar , cabe destacar que la

futuras : ( i ) optimizar mediante m´etodos de validaci´on los parametros de PSO

y

ABC , tratar de simpliﬁcar el resto de algoritmos y buscar nuevos m´etodos de

validaci´on los parametros de PSO y ABC , tratar de simpliﬁcar el resto de algoritmos

y

buscar nuevos m´etodos de SI para enriquecer la comparativa ; ( ii ) eliminar la

) eliminar la dependencia del clasiﬁcador empleando un enfoque ﬁlter ( Guyon

y

Elisseeﬀ , 2003 ) , tratando de encontrar metricas alternativas que evaluen la

, las basadas en la SSNR ( Cecotti et al . , 2011 ) ;

y

( iii ) testear los m´etodos con otras bases de datos . Conclusiones

con otras bases de datos . Conclusiones La alta variabilidad inter - sesion

y

la baja relacion señal a ruido que caracterizan a los sistemas BCI basados en potenciales

evitar el sobre - entrenamiento del clasiﬁcador , reducir la carga computacional

y

, en algunos casos , mejorar el rendimiento del sistema . En este aspecto ,

se han aplicado cinco metodos de enjambre ( PSO , BA , ABC , BAS

y

FA ) a la selecci´on de canales en sistemas P300 - BCI , con el

de canales en sistemas P300 - BCI , con el ﬁn de determinar su utilidad

y

su viabilidad . Dichos m´etodos se han evaluado con la base de datos de la

24 canales ) , e igualada por FA ( 94 % , 26 canales )

y

BAS ( 94 % , 25 , 5 canales ) . Aunque todos ellos han

la seleccion de canales de los sistemas P300 - BCI , dada su rapida convergencia

y

la alta precision que ha alcanzado , se concluye que el algoritmo BA ha arrojado

El incremento de la esperanza de vida experimentada en los países desarrollados

y

en desarrollo en los próximos años , se traduce en un envejecimiento poblacional

cambios , especialmente en la salud , con un incremento de las enfermedades crónicas

y

neurodegenerativas que afectan a la tercera edad , como son el Alzheimer , la Enfermedad

EP ) , el temblor de acción o el Temblor Esencial ( TE ) ,

y

en general las distintas patologías que cursan con trastornos del movimiento . Estas

trastornos del movimiento . Estas enfermedades aumentarán su prevalencia en el futuro

y

junto a otras propias de este colectivo de personas , incrementarán la demanda de

Temblor Fisiológico ( TF ) . Cuando existen alteraciones en el sistema nervioso

y

el patrón de activación muscular continuo es reemplazado por descargas bruscas

de activación muscular continuo es reemplazado por descargas bruscas , rítmicas

y

breves , el temblor se vuelve anormal , es decir , se convierte en un Temblor

, es decir , se convierte en un Temblor Patológico ( TP ) . El TE

y

el temblor asociado a la EP son los principales tipos de temblor considerados dentro

, dada su frecuencia en la población . La prevalencia e incidencia del TE

y

la EP son difíciles de precisar , varían en los diferentes estudios realizados

precisar , varían en los diferentes estudios realizados debido a la heterogeneidad

y

variabilidad en la metodología utilizada . También con las muestras , o los factores

la metodología utilizada . También con las muestras , o los factores genéticos

y

ambientales de las poblaciones estudiadas . A nivel mundial , la prevalencia del

del TE en todas las edades se estima del 0 . 4 % ,

y

para personas 65 años el 4 . 6 % ( Louis et al .

la EP la prevalencia varía entre 167 - 5703 por cada 100 . 000 habitantes

y

una incidencia que varía de 1 . 5 - 22 pacientes por 100 . 000

la prevalencia del TE en la población de la tercera edad es cerca del 5 %

y

la incidencia de 616 pacientes por 100 . 000 habitantes - año . La EP

habitantes - año . La EP se estima una prevalencia del 1 . 5 %

y

una incidencia de 186 . 8 por 100 . 000 habitantes - año ( Labiano

año ( Labiano - Fontcuberta et al . , 2012 ) . El TE

y

la EP son considerados dos trastornos de movimiento diferentes , el primero asociado

de movimiento diferentes , el primero asociado a un temblor cinético / postural

y

el segundo a un temblor de reposo . En ambos casos

puede existir entre ambas enfermedades , en muchos casos puede llevar a confusiones

y

aumentar la probabilidad de error en el diagnóstico , hasta un 40 % , lo

2006 ) . Es por ello que se justifica la necesidad de implementar métodos objetivos

y

precisos para analizar y cuantificar el temblor , y en base a su medida ,

justifica la necesidad de implementar métodos objetivos y precisos para analizar

y

cuantificar el temblor , y en base a su medida , clasificarlo . El objetivo

implementar métodos objetivos y precisos para analizar y cuantificar el temblor ,

y

en base a su medida , clasificarlo . El objetivo se centra en brindar a

objetivo se centra en brindar a los expertos de la medicina una herramienta práctica

y

eficaz que permita automatizar la clasificación entre pacientes con TE y la EP ,

práctica y eficaz que permita automatizar la clasificación entre pacientes con TE

y

la EP , utilizando las Máquinas de Soporte Vectorial ( SVM ) . Diagnóstico

Vectorial ( SVM ) . Diagnóstico clínico del temblor . Una respuesta rápida

y

certera , incide de manera fundamental en el éxito de la terapia , por lo

éxito de la terapia , por lo que se hace imprescindible un diagnóstico rápido

y

preciso . El diagnóstico clínico actual del temblor se fundamenta principalmente

gravedad de cómo el temblor actúa en la ejecución de actividades cotidianas ,

y

que requiere de la subjetividad y la experiencia del especialista - experto . Es

actúa en la ejecución de actividades cotidianas , y que requiere de la subjetividad

y

la experiencia del especialista - experto . Es por ello que la medida objetiva y

y la experiencia del especialista - experto . Es por ello que la medida objetiva

y

reproducible de manera cuantitativa puede llegar a ser una herramienta muy útil

existe un solapamiento de las características clínicas entre los pacientes de TE

y

la EP . Se ha demostrado que un subgrupo de pacientes con EP desarrollan

TE antes de que aparezcan los síntomas parkinsonianos ( Koller et al . 1989 )

y

de la misma manera pacientes con TE desarrollan un temblor de reposo propio de pacientes

et al . , 2005 ) , provoca que el diagnóstico clínico no sea fiable

y

altamente complicado . Actualmente se utilizan también los exámenes de neuro -

conseguir una medida objetiva de la disfunción en el cerebro en los pacientes con TE

y

EP . Dichas técnicas , tales como la tomografía por emisión de positrones ( PET

3T ) , suponen una alternativa pero son únicamente informaciones complementarias

y

no concluyentes para el diagnóstico . El resultado de varios estudios de imagen

imagen funcional del sistema dopaminérgico con respecto a la relación entre TE

y

la EP son cuanto menos controvertidos . Aunque un gran número de estudios indican

un gran número de estudios indican una clara diferencia entre ambas enfermedades

y

pueden ser considerados de forma fiable para el diagnóstico , otras sugieren que

métodos más comunes utilizados actualmente son la acelerometría ( acelerómetros

y

giroscopios ) , la electromiografía ( EMG ) , los sistemas de rastreo magnético

marcadores ópticos activos , las tabletas digitalizadoras ( " espirografía " )

y

los dispositivos hápticos ( PHAMToN ) . Siendo este último el elegido y utilizado

" ) y los dispositivos hápticos ( PHAMToN ) . Siendo este último el elegido

y

utilizado por el sistema DIMETER ( González et al . , 2014 ) , del

algoritmos de El registro de las pruebas clínicas por métodos objetivos cuantificables

y

reconocimiento de características basados en técnicas de Inteligencia Artificial

proporcionar una excelente ayuda en la automatización de las tareas que faciliten la ayuda

y

confirmación en el diagnóstico de enfermedades que cursan con temblor . Estas técnicas

en un dispositivo háptico en conjunción con un protocolo de pruebas desarrollado

y

consensuado junto con profesionales especialistas y expertos ( neurólogos y neurofisiólogos

protocolo de pruebas desarrollado y consensuado junto con profesionales especialistas

y

expertos ( neurólogos y neurofisiólogos ) en el área de ciencias de la salud .

desarrollado y consensuado junto con profesionales especialistas y expertos ( neurólogos

y

neurofisiólogos ) en el área de ciencias de la salud . El dispositivo permitió

el estudio de un total de 23 pacientes con EP , 7 pacientes con TE

y

20 pacientes con TF , en el Hospital Ramón y Cajal , centro de referencia

, 7 pacientes con TE y 20 pacientes con TF , en el Hospital Ramón

y

Cajal , centro de referencia a nivel estatal de la Enfermedad de Párkinson , y

y Cajal , centro de referencia a nivel estatal de la Enfermedad de Párkinson ,

y

en el Hospital La Princesa de Madrid . El sistema utilizado se denomina DIMETER (

. El sistema utilizado se denomina DIMETER ( González et al . , 2014 )

y

fue desarrollado en la ETSII de Madrid ( UPM ) , como resultado de un

convenio de colaboración con el Centro de Referencia Estatal de Autonomía Personal

y

Ayudas Técnicas ( CEAPAT ) . Capaz de utilizar entornos virtuales para el paciente

. Capaz de utilizar entornos virtuales para el paciente ( representación visual

y

aplicación de fuerzas en la extremidad del paciente ) y registrar la información

( representación visual y aplicación de fuerzas en la extremidad del paciente )

y

registrar la información de las pruebas para su posterior tratamiento y análisis

paciente ) y registrar la información de las pruebas para su posterior tratamiento

y

análisis . El sistema registra posición en los 3 ejes ( direcciónes X , Y

sistema registra posición en los 3 ejes ( direcciónes X , Y , Z )

y

es capaz de aplicar fuerzas en el extremo ( dedo / mano del paciente )

de una aplicación software completamente desarrollada desde cero , un computador

y

un dispositivo háptico denominado PHAMToN . Figura 1 . Pruebas realizadas en el

háptico denominado PHAMToN . Figura 1 . Pruebas realizadas en el Hospital Ramón

y

Cajal de Madrid . El PHAMToN , es un dispositivo electromecánico de

entornos virtuales . Está dotado de sensores de posición en sus articulaciones ,

y

de actuadores que generan las fuerzas de retorno hacia el sistema kinestésico (

sistema kinestésico ( sensaciones de movimiento originados por el músculo , tendones

y

articulaciones ) para simular la sensación de tocar , manipular , sentir , crear

información al computador , sino que también puede recibir consignas desde la aplicación

y

generar fuerzas para proponer al paciente estímulos de fuerza en su extremidad .

paciente estímulos de fuerza en su extremidad . El usuario mueve el dispositivo

y

si es conveniente , éste reacciona con una fuerza . La información del temblor

coloca su dedo en un dedal acoplado en el extremo del brazo articulado del PHAMToN

y

se le muestra en la pantalla un patrón con un objetivo a seguir . En

en González et al . ( 2014 ) donde se utilizan objetos virtuales en 2D

y

3D , divididas en pruebas estáticas , cinéticas y dinámicas . En las pruebas estáticas

utilizan objetos virtuales en 2D y 3D , divididas en pruebas estáticas , cinéticas

y

dinámicas . En las pruebas estáticas ( PT1 y PT2 ) , el paciente mantiene

en pruebas estáticas , cinéticas y dinámicas . En las pruebas estáticas ( PT1

y

PT2 ) , el paciente mantiene una postura inmóvil mientras ejecuta la prueba . En

si se encuentra bajo medicación , de su estado físico , del estado de ánimo

y

predisposición , si tiene otras enfermedades , del progreso de la enfermedad , etc

diagnóstico con un ratio de éxito claramente superior al estado de la técnica

y

suficientemente robusto para que este diagnóstico no dependa de las condiciones

diagnóstico que se utilizan actualmente . La elección de las técnicas de análisis

y

clasificación presentadas en este trabajo ha sido el resultado de un largo proceso

largo proceso de experimentación de varios años utilizando diferentes metodologías

y

confrontando resultados . En primer lugar se aplicaron clasificadores basados en

que aquí se presenta , sobre todo en la clasificación de temblor de Párkinson

y

esencial . También se ha experimentado con técnicas clásicas estadísticas de

de análisis de la varianza , pasando por el empleo de modelos ocultos de Markov

y

redes LVQ , pero del mismo modo con resultados de inferior calidad a los presentados

medicados como para lo están ( fundamentalmente afecta a la amplitud del movimiento ) ,

y

también debe ser independientemente de su edad . El hecho de que el paciente tenga

edad . El hecho de que el paciente tenga más edad implica que su predisposición

y

ánimo puedan quedar más limitados a la hora de realizar las pruebas . Esto afecta

hora de realizar las pruebas . Esto afecta principalmente al tiempo de la prueba

y

al número efectivo de éstas que el paciente puede realizar . Es necesario destacar

comparan los resultados obtenidos con los obtenidos por otros autores . Métodos

y

técnicas para el análisis del temblor . El temblor humano es un movimiento cuasi

donde las señales del temblor son aproximadas a una serie de funciones en senos

y

cosenos . Otras alternativas son la Weighted Frequency Fourier Linear Combiner (

cosenos . Otras alternativas son la Weighted Frequency Fourier Linear Combiner ( WFLC )

y

el Band Limited Multiple Fourier Linear Combiner ( BMFLC ) , que son algoritmos adaptables

BMFLC ) , que son algoritmos adaptables que estiman la frecuencia dominante única

y

frecuencias dominantes múltiples , respectivamente . Otra de las técnicas posibles

en sistemas dinámicos utilizando un procedimiento recursivo . Para el los datos

y

tratamiento de la obtención de características a partir de las series temporales

técnicas que serán expuestas en los distintos ensayos de las fases de entrenamiento

y

clasificación de las SVM . El PSD , biespectro y triespectro tal y como están

de las fases de entrenamiento y clasificación de las SVM . El PSD , biespectro

y

triespectro tal y como están descritos en ( González et al . , 2014 )

entrenamiento y clasificación de las SVM . El PSD , biespectro y triespectro tal

y

como están descritos en ( González et al . , 2014 ) son los que

términos de energía del temblor . Estas componentes aportan información muy relevante

y

complementaria a los valores absolutos de posición que es la magnitud nativa que

especialmente útiles en aplicaciones donde las señales o procesos a tratar son no lineales

y

no Gaussianos , permitiendo eliminar el ruido blanco o coloreado aditivo Gaussiano

eliminar el ruido blanco o coloreado aditivo Gaussiano . Son conocidos como momentos

y

sus correspondientes lo que se denominan poliespectros . Los resultados

casuística del temblor no era posible describirla completamente por modelos lineales ,

y

además se adivinaban fuertes acoplamientos entre los diferentes rasgos diferenciadores

atributos o características ) , cambiando la base de referencia de los vectores ,

y

por tanto las coordenadas de los datos originales a unas nuevas coordenadas , generando

… Sucesivamente , las componentes principales van mostrando una varianza menor

y

lo más importante , que no están correlacionados la dimensión del espacio muestral

del espacio muestral resulta muy relevante para eliminar la información redundante

y

facilitar así de manera significativa la complejidad de los clasificadores y aumentar

redundante y facilitar así de manera significativa la complejidad de los clasificadores

y

aumentar el ratio de acierto . linealmente entre sí . La reducción de

de decidir los vectores de entrenamiento de los clasificadores . Caracterización

y

ayuda al diagnóstico del temblor . Actualmente , los métodos de diagnóstico del

En Soleimanian et al . , ( 2013 ) se propone el uso de MLPs

y

funciones de base radial para la clasificación entre sujetos sanos y EP . Utilizan

uso de MLPs y funciones de base radial para la clasificación entre sujetos sanos

y

EP . Utilizan un total de 16 características de entrada sobre un repositorio de

de 16 características de entrada sobre un repositorio de 23 individuos enfermos

y

7 sanos . Las muestras del repositorio han sido obtenidas mediante un registro de

voz . Los ratios obtenidos de error están en la horquilla entre el 6 %

y

el 13 % . En el mismo sentido , con MLPs también , en Caglar

, con MLPs también , en Caglar et al . , ( 2010 ) ,

y

teniendo el mismo objetivo ( diferenciación entre sanos y EP ) , sobre un total

. , ( 2010 ) , y teniendo el mismo objetivo ( diferenciación entre sanos

y

EP ) , sobre un total de 23 características en el espacio de entrada ,

objetivo utilizando MLPs del 96 % . Hay que mencionar que la diferenciación entre sano

y

EP es un problema mucho más abordable que el de la diferenciación entre TE y

y EP es un problema mucho más abordable que el de la diferenciación entre TE

y

EP . Creemos que disponer de los registros del dispositivo háptico y haber definido

diferenciación entre TE y EP . Creemos que disponer de los registros del dispositivo háptico

y

haber definido el banco de patrones propuesto ( estáticos , cinéticos y dinámicos

háptico y haber definido el banco de patrones propuesto ( estáticos , cinéticos

y

dinámicos ) nos ha permitido obtener una mejora sustancial en los resultados . En

plantea una comparativa entre diferentes técnicas como son las redes neuronales LVQ

y

métodos basados en estructuras en árbol ( LMT ) mediante funciones de regresión

y

análisis de clusters utilizando la entropía como medida de la distancia entre clases

los datos es un registro de voces también , pero no se especifica el número

y

sus características . Hay que resaltar del mismo modo , que en esta ocasión también

en esta ocasión también se trata de EP , no de TE . Tal

y

como se comenta después en las conclusiones , existen otros trabajos también que

otros trabajos también que han empleado las SVM ’ s para diferenciar entre el TE

y

la EP , como en Patrick et al . ( 2012 ) donde se obtiene

un 9 . 5 % de error como mejor resultado para la clasificación entre sanos

y

EP y un 14 . 3 % para la diferenciación entre TE y EP .

. 5 % de error como mejor resultado para la clasificación entre sanos y EP

y

un 14 . 3 % para la diferenciación entre TE y EP . Los registros

entre sanos y EP y un 14 . 3 % para la diferenciación entre TE

y

EP . Los registros se consiguieron mediante IMUs para la medida de aceleración y

y EP . Los registros se consiguieron mediante IMUs para la medida de aceleración

y

velocidad del brazo , sobre una muestra de 14 individuos enfermos y 7 sujetos sanos

aceleración y velocidad del brazo , sobre una muestra de 14 individuos enfermos

y

7 sujetos sanos . De igual modo , en Lingmai et al . , ( 2011 )

acierto , presentando un 94 % para kernel lineal , un 95 % para polinomial

y

un 98 % para kernel gaussiano . En este caso la medida de aceleración de

conclusiones expondremos los resultados obtenidos con SVMs aplicando la herramienta de ACP

y

la eliminación de atípicos con Curtosis y Mahalanobis , llegando a un ratio de

SVMs aplicando la herramienta de ACP y la eliminación de atípicos con Curtosis

y

Mahalanobis , llegando a un ratio de acierto del 100 % en la clasificación entre

, llegando a un ratio de acierto del 100 % en la clasificación entre TE

y

EP . los registros se obtuvieron mediante El uso de un dispositivo háptico

uso de un dispositivo háptico permite realizar registros absolutamente objetivos ,

y

a partir de éstos , un tratamiento y análisis posterior que no porta sesgos de

realizar registros absolutamente objetivos , y a partir de éstos , un tratamiento

y

análisis posterior que no porta sesgos de apreciación , por lo que los errores

de referencia , se hace constar que según Hughes et al . ( 2001 )

y

Hughes et al . ( 1992 ) estudios realizados sobre sujetos una vez fallecidos ,

error en el diagnóstico según las técnicas actuales entre un mínimo del 10 %

y

un máximo del 26 % respectivamente . Por lo que todo lo que sea mejorar

partir de 7 pacientes con temblor esencial , 23 pacientes con temblor parkinsoniano

y

20 pacientes con temblor fisiológico . En González et al . ( 2014 )

espectral de potencia PSD , con el método de Welch , se obtuvieron 9 características

y

con los espectros de orden superior : biespectro y triespectro se obtuvieron 10 y

obtuvieron 9 características y con los espectros de orden superior : biespectro

y

triespectro se obtuvieron 10 y 7 características , respectivamente . Los pacientes

y con los espectros de orden superior : biespectro y triespectro se obtuvieron 10

y

7 características , respectivamente . Los pacientes seleccionados para este estudio

seleccionados para este estudio han sido elegidos únicamente bajo criterios médicos

y

su número solamente limitado por la disponibilidad de las unidades médicas involucradas

que las muestras disponibles cuentan con numerosos ensayos de diferentes patrones ,

y

puesto que se plantea en todo caso , la diferenciación entre patrones estáticos

plantea en todo caso , la diferenciación entre patrones estáticos , cinéticos

y

dinámicos , también en cada clase se dispone de un número más que suficiente

et al . ( 2013 ) contaron con una muestra de 23 enfermos de Párkinson

y

7 sanos , trabajando únicamente en la clasificación diferencial entre enfermos

. ( 2012 ) el estudio mostrado se apoya en una muestra de 14 enfermos

y

7 la caracterización entre EP y ET . En Lingmai et al . ( 2011

mostrado se apoya en una muestra de 14 enfermos y 7 la caracterización entre EP

y

ET . En Lingmai et al . ( 2011 ) se afronta también el problema

se afronta también el problema de la clasificación entre enfermos de Párkinson

y

temblor esencial , con una muestra total de 25 sujetos . Teniendo en cuenta lo

) . Las SVMs fueron desarrolladas por Vapnik et al . ( 1999 )

y

sus colaboradores en el marco de la Teoría de Aprendizaje Estadístico ( SLT ) .

entrenadas por algoritmos de optimización convexa ( existe una única solución )

y

construidas a partir de una estructura que depende de un subconjunto de Vectores

Durante tarea de clasificación existen dos fases : la fase de aprendizaje automático

y

la fase de reconocimiento . En la primera se selecciona el conjunto de datos de entrenamiento

la primera se selecciona el conjunto de datos de entrenamiento , se extraen los atributos

y

características del espacio de entrada y se entrena el clasificador . El resultado

entrenamiento , se extraen los atributos y características del espacio de entrada

y

se entrena el clasificador . El resultado del entrenamiento es un conjunto de parámetros

entrenamiento es un conjunto de parámetros llamados pesos w , que definen al clasificador

y

a la función discriminante que representa la frontera entre clases o regiones .

según la similitud de sus características . Hiperplano de separación óptimo

y

margen máximo . Las SVMs poseen una gran capacidad para aprender a partir

: 111 ) ( cid : 114 ) que separe los datos en dos clases

y

que clasifique correctamente nuevas muestras pertenecientes al conjunto de . Se asume

. El margen máximo está dado por la distancia entre los hiperplanos paralelos

y

el HSO , cuyo resultado es igual a ( cid : 71 ) . Para

del hiperplano de separación . Para tener bajo control la dimensión del margen

y

el número de muestras mal clasificadas se introduce un parámetro C como variable

sean clasificados como una clase ( " +1 " ) hiperplano 1

y

que todas las muestras bajo el hiperplano w x b pertenezcan a la otra clase

) ( cid : 111 ) ( cid : 131 ) h mediante la selección

y

uso de una función llamada kernel Mapeo

por los vectores soporte ( cid : 71 ) para ( cid : 32 )

y

por los vectores del conjunto de prueba ix ( cid : 71 ) que son

los vectores del conjunto de prueba ix ( cid : 71 ) que son transformados

y

mapeados a un espacio de kx características por el producto escalar de la función

secuencial ( SMO ) propuesta por Platt ( 1998 ) proporciona un entrenamiento rápido

y

garantiza la convergencia del problema de optimización . Análisis de los experimentos

del temblor mediante curvas de Método 2 . ajuste . Elección de amplitud

y

frecuencia del temblor como características únicas . Método 3 . Método 4

Representación mediante técnicas basadas en estadísticos de segundo orden ( PSD )

y

espectros de orden superior ( HOS ) . Empleo de Componente Principales ( ACP )

. del Análisis El software que se ha utilizado para construir los modelos

y

entrenar las SVMs es la librería LIBSVM ( Chang et al . , 2011

: Tabla 1 : Datos utilizados en el estudio Se analizan la amplitud

y

la frecuencia con la que se produce el movimiento oscilatorio . En la figura 7 se

. , 1998 ) . El solapamiento del rango de frecuencias entre el TF

y

TE cuando adquieren una postura o un movimiento de acción hace que la frecuencia

clasificador SVM para el método 2 . Método 2 . Análisis de la amplitud

y

frecuencia del temblor . kernel en la clasificación TF vs TP y TP vs

la amplitud y frecuencia del temblor . kernel en la clasificación TF vs TP

y

TP vs TE . En las figuras 8 y 9 se muestra el error

la clasificación TF vs TP y TP vs TE . En las figuras 8

y

9 se muestra el error obtenido para cada Se muestran los resultados en la tabla

el método 1 . mucho mayor en las muestras de EP , tal

y

como se muestra en la tabla 6 . Tabla 6 : Coeficiente de Curtosis

Temblor patológico . La figura 10 representa la distribución de las muestras de EP

y

TE con respecto a sus centroides . Figura 9 . Clasificación Temblor de Párkinson

Método 3 . Análisis mediante técnicas estadísticas de segundo orden ( PSD )

y

espectros de orden superior ( HOS ) . Se ha utilizado el planteamiento realizado

procesamiento de los datos , utilizando segundo orden PSD ( espectogramas de frecuencia )

y

de orden superior HOS ( biespectros , triespectros , … ) estadísticos de

cuales 9 fueron obtenidas con el espectro de potencia PSD , 10 mediante el biespectro

y

7 con el triespectro . Se han seleccionado las dos primeras componentes del ACP

seleccionado las dos primeras componentes del ACP para representar su distribución tal

y

como se muestra en la figura 10 . Mediante el coeficiente de Curtosis se analizó

) En la figura 12 se muestran los resultados para el caso TF

y

TP , en función de los diferentes tipos de kernel . Figura 12

máxima información con un 38 . 5 % , la segunda un 16 . 6 %

y

así sucesivamente hasta el componente 6 que contiene un 5 . 1 % de la

obtenido , en este caso , con los patrones cinéticos . Método Análisis

y

clasificación mediante reducción del espacio dimensional de entrada mediante el

contienen la mayor información . Procedimiento : Mediante la distancia de Mahalanobis

y

el coeficiente de Curtosis , se seleccionaron las muestras más representativas de

14 . Clasificación Temblor Patológico vs Temblor Fisiológico . Las figuras 15

y

16 muestran los mejores resultados para la clasificación TP vs TE .

para la clasificación TP vs TE . Para la clasificación entre TE

y

EP se utilizó la frecuencia y amplitud de 13 pruebas para caracterizar cada vector

TE . Para la clasificación entre TE y EP se utilizó la frecuencia

y

amplitud de 13 pruebas para caracterizar cada vector , de forma que las características

a la SVM . El modelo así obtenido se logró con un kernel Gaussiano RBF

y

13 VS . El error en la clasificación fue del 8 . 33 % ,

disminuyó la dimensión del espacio de entrada a sólo 6 características ( amplitud

y

frecuencia en los ejes X , Y , Z ) . El mejor modelo se

Y , Z ) . El mejor modelo se consiguió con un kernel Gaussiano RBF

y

con 123 VS , un número bastante bajo en comparación a los 313 que se

bajo el método 3 : clasificación mediante estadísticos de segundo orden ( PSD )

y

poliespectros ( HOS ) . El error en la clasificación de TF y TP

) y poliespectros ( HOS ) . El error en la clasificación de TF

y

TP fue del 0 % pero los VS se incrementaron a 35 . Siendo un

sobreajuste . Se obtuvo el 0 % de error en la clasificación entre TE

y

EP , pero con número de VS también elevado , 18 en comparación a los

. En 3 ensayos se entrenó la SVM con las pruebas estáticas , cinéticas

y

dinámicas de forma separada , siendo las pruebas estáticas las que obtuvieron un

obtuvieron un mayor error ( 18 . 18 % ) , mientras que las cinéticas

y

dinámicas lograron reducirse al 0 % . El mejor modelo logró un error del

un error del 7 . 46 % en la clasificación con un kernel Gaussiano RBF

y

con 134 VS , teniendo en cuenta que el número de vectores para el entrenamiento

y

prueba es alto , se puede deducir que el modelo es bastante bueno .

vector de entrada , pero analizando por separado a las pruebas estáticas , cinéticas

y

dinámicas . Todos los modelos emplearon un kernel Gaussiano RBF . Los errores en

kernel Gaussiano RBF . Los errores en la clasificación con las pruebas estáticas

y

dinámicas fueron de 13 . 64 % y 8 . 11 % respectivamente , valores

en la clasificación con las pruebas estáticas y dinámicas fueron de 13 . 64 %

y

8 . 11 % respectivamente , valores un poco altos en comparación a su tamaño

1 : clasificación mediante curvas de ajuste . En la clasificación del TF

y

TP , el modelo óptimo se construyó con un kernel Gaussiano RBF y con 27

del TF y TP , el modelo óptimo se construyó con un kernel Gaussiano RBF

y

con 27 VS , un número menor en comparación a los utilizados en el entrenamiento

considera como una buena generalización . El error en la clasificación entre sanos

y

enfermos fue del 3 . 57 % , valor bastante aceptable . En la clasificación

del 3 . 57 % , valor bastante aceptable . En la clasificación entre TE

y

EP el mínimo error en la clasificación fue del 11 . 76 % con un

resultado aceptable pero susceptible de ser mejorado . La clasificación entre TE

y

EP resulta complicada utilizando el RMSE como única característica , lo que conlleva

conlleva el utilizar más atributos que aporten más conocimiento sobre los casos

y

mejorar así los resultados . Resultados del estudio bajo el método 2 : clasificación

del estudio bajo el método 2 : clasificación mediante el uso de la amplitud

y

la frecuencia del temblor . La clasificación entre TF y TP se pudo llevar

uso de la amplitud y la frecuencia del temblor . La clasificación entre TF

y

TP se pudo llevar a cabo utilizando la amplitud y la frecuencia como características

La clasificación entre TF y TP se pudo llevar a cabo utilizando la amplitud

y

la frecuencia como características únicas de los vectores muestrales . Con un kernel

características únicas de los vectores muestrales . Con un kernel polinomial de grado 2

y

24 VS se obtuvo el 0 % de error en la clasificación . En

el 0 % de error en la clasificación . En la clasificación del TF

y

TP los resultados obtenidos han sido satisfactorios . Para conseguir el 0 % de error

buena generalización . El resultado del segundo ensayo ( clasificación de TE

y

EP ) , es similar al obtenido en la hipótesis anterior . El ACP ha conseguido

anterior . El ACP ha conseguido que el número de VS se reduzcan a 5

y

se alcance un error en la clasificación del 0 % . Con 123 muestras

puede concluir que este modelo es excelente . En los ensayos 4 , 5

y

6 se utilizaron las pruebas estáticas , cinéticas y dinámicas de manera separada

En los ensayos 4 , 5 y 6 se utilizaron las pruebas estáticas , cinéticas

y

dinámicas de manera separada para clasificar TE y EP . En los dos primeros ensayos

pruebas estáticas , cinéticas y dinámicas de manera separada para clasificar TE

y

EP . En los dos primeros ensayos , los modelos del clasificador emplearon un kernel

primeros ensayos , los modelos del clasificador emplearon un kernel Gaussiano RBF

y

el error en la clasificación fue del 0 % . Mientras que las pruebas dinámicas

evaluar el temblor de los pacientes . Esta metodología ha logrado diferenciar al TF

y

TP con una sola característica ( el RMSE ) , pero sin embargo los resultados obtenidos

RMSE ) , pero sin embargo los resultados obtenidos en la clasificación entre TE

y

EP no han sido del todo satisfactorios . Con dos características : frecuencia y

y EP no han sido del todo satisfactorios . Con dos características : frecuencia

y

amplitud , no se han obtenido los mejores resultados para clasificar entre TE y EP

frecuencia y amplitud , no se han obtenido los mejores resultados para clasificar entre TE

y

EP . Si bien , si se consiguieron errores dentro de lo aceptable . Se

, si se consiguieron errores dentro de lo aceptable . Se considera procedimientos

y

proporcionar así un resultado más preciso en la clasificación . conveniente

buscar otros La caracterización del temblor mediante estadísticas de segundo orden

y

orden superior , plantea un espacio muestral mucho más amplio permitiendo una mayor

la SVM , provocando una mayor complejidad en el pre - procesamiento de los datos

y

un coste computacional más elevado durante fases de entrenamiento . Se ha comprobado

tantas características ya que muchas de ellas contienen información redundante

y

por lo tanto no aportan conocimiento diferencial adicional al clasificador . Las

conocimiento diferencial adicional al clasificador . Las pruebas estáticas , cinéticas

y

dinámicas en conjunto , caracterizan de manera eficaz al TE y EP . De igual forma

estáticas , cinéticas y dinámicas en conjunto , caracterizan de manera eficaz al TE

y

EP . De igual forma , se consigue el objetivo si se consideran sólo los patrones

proporcionó resultados muy buenos , consiguiendo una correcta clasificación del TF

y

TP . En este caso el número de vectores fue mucho mayor que las nuevas

características del ACP , incluso con 3 nuevas variables fue suficiente para caracterizar el TE

y

la EP . Con una combinación de las pruebas estáticas , cinéticas y dinámicas

el TE y la EP . Con una combinación de las pruebas estáticas , cinéticas

y

dinámicas se obtuvo un error en la clasificación bastante bajo . Los patrones estáticos

y

cinéticos por separado han sido más eficientes . La exclusión de valores atípicos

eficientes . La exclusión de valores atípicos utilizando la distancia de Mahalanobis

y

el coeficiente de Curtosis resultó ser decisivo para reducir la tasa de error en

de clasificar con tasas de acierto del 100 % en la diferenciación entre el TE

y

TP en varios clasificadores y en distintas combinaciones de tipos de patrones .

acierto del 100 % en la diferenciación entre el TE y TP en varios clasificadores

y

en distintas combinaciones de tipos de patrones . A modo de comparación con otros

con otros trabajos donde se utilizaron SVMs para el diagnóstico diferencial del TP

y

el TE , cabe destacar el trabajo de Patrick et al . ( 2012 )

9 . 5 % de error como mejor resultado para la clasificación entre sanos

y

enfermos , y un 14 . 3 % para la diferenciación entre TP y TE

% de error como mejor resultado para la clasificación entre sanos y enfermos ,

y

un 14 . 3 % para la diferenciación entre TP y TE . En dicho

sanos y enfermos , y un 14 . 3 % para la diferenciación entre TP

y

TE . En dicho trabajo también se menciona que dichos ratios de acierto - error

presentando un 94 % de éxito para kernel lineal , un 95 % para polinomial

y

un 98 % para kernel gaussiano . Finalmente , como conclusión final , las

error en una horquilla del 6 % al 13 % para la diferenciación entre TF

y

TP , y en González et al . ( 2014 ) del 4 % en

horquilla del 6 % al 13 % para la diferenciación entre TF y TP ,

y

en González et al . ( 2014 ) del 4 % en las mismas condiciones

En el campo de la medicina clínica es crucial poder determinar la seguridad

y

la eﬁcacia de los fármacos actuales y además acelerar el descubrimiento de nuevos

es crucial poder determinar la seguridad y la eﬁcacia de los fármacos actuales

y

además acelerar el descubrimiento de nuevos compuestos activos . Para ello se llevan

Para ello se llevan a cabo ensayos de laboratorio , que son métodos muy costosos

y

que requieren mucho tiempo . Sin embargo , la bioinformática puede facilitar enormemente

mencionados , ya que proporciona la predicción de la toxicidad de los fármacos

y

su actividad en enfermedades nuevas , así como la evolución de los compuestos activos

Esto se puede lograr gracias a la disponibilidad de herramientas de bioinformática

y

métodos de cribado virtual por ordenador ( CV ) que permitan probar todas las hipótesis

información relativa a bases de datos de compuestos conocidos ( proteínas diana

y

fármacos ) , y se aprovecha después el método para incrementar la precisión de

relativa a bases de datos de compuestos conocidos ( proteínas diana y fármacos ) ,

y

se aprovecha después el método para incrementar la precisión de las predicciones

Introducción En la investigación clínica es crucial determinar la seguridad

y

la eﬁcacia de los fármacos actuales y acelerar el descubrimiento de compuestos

clínica es crucial determinar la seguridad y la eﬁcacia de los fármacos actuales

y

acelerar el descubrimiento de compuestos activos , especialmente para procesar grandes

de proteínas ( PDB , por sus siglas en inglés ) [ 1 ] ,

y

también derivados de los datos genómicos utilizando técnicas como el modelado

utilizando técnicas como el modelado de homología [ 2 ] . Los ensayos de laboratorio

y

optimización de compuestos son métodos caros y lentos . Sin embargo , la bioinformática

2 ] . Los ensayos de laboratorio y optimización de compuestos son métodos caros

y

lentos . Sin embargo , la bioinformática puede facilitar enormemente la investigación

los ﬁnes mencionados , proporcionando la predicción de la toxicidad de fármacos

y

su actividad en enfermedades nuevas , así como la evolución de los compuestos activos

Esto se puede lograr gracias a la disponibilidad de herramientas de bioinformática

y

métodos de cribado virtual ( CV ) que permitan probar todas las hipótesis necesarias

el acoplamiento molecular ( docking ) , fallan en la predicción de la toxicidad

y

las predicciones de actividad , ya que están limitados por el acceso a recursos

relacionadas de la investigación . El uso de arquitecturas hardware masivamente paralelas

y

orientadas al rendimiento , tales como las unidades de procesamiento gráﬁco (

potencia de cálculo con los requisitos más exigentes de gráﬁcos en tiempo real

y

el lucrativo mercado masivo que supone la industria del videojuego [ 3 ] . Los

cientíﬁcos han aprovechado su potencia de cálculo en el dominio computacional

y

las GPU se han convertido en un recurso clave de aplicaciones en las que el

computacionales en los métodos de CV , permitiendo la aceleración de los cálculos necesarios

y

la introducción de mejoras en los modelos biofísicos no asequibles en el pasado

, mientras que se ha demostrado que esto no siempre sucede [ 10 ] ,

y

por lo tanto es crucial evitar esta simpliﬁcación . En este trabajo se presenta

acelerar los cálculos requeridos , con máquinas convencionales de bajo consumo

y

coste , que proporcionan información nueva y útil sobre las proteínas objetivo

máquinas convencionales de bajo consumo y coste , que proporcionan información nueva

y

útil sobre las proteínas objetivo , con el ﬁn de mejorar las predicciones clave

proteínas objetivo , con el ﬁn de mejorar las predicciones clave en toxicidad

y

en grado de actividad . En BINDSURF , una gran base de datos de ligandos

utilizando cualquier método de CV , pero solo para un conjunto de ligandos reducido

y

seleccionado . Otros autores han realizado estudios de métodos de CV sobre superﬁcies

CV sobre superﬁcies de proteínas enteras [ 11 ] utilizando diferentes enfoques

y

cribando bases de datos de ligandos peque˜nos pero , por lo que sabemos , ninguno

entrenan con bases de datos de compuestos activos ( fármacos ) e inactivos conocidos

y

posteriormente se utilizan para mejorar las predicciones mediante BINDSURF . El

para mejorar las predicciones de CV ; ﬁnalmente , se muestran las conclusiones

y

posibles direcciones para el trabajo futuro . 2 . Metodología En este apartado

entrenada con datos de similitud química de los compuestos activos e inactivos conocidos

y

la similitud molecular que conforman las variables de entrada de la red neuronal

fármacos potenciales , optimización de compuestos , valoración de la toxicidad

y

las etapas adicionales del proceso de descubrimiento de fármacos , examinamos una

- ligando [ 13 , 14 ] . Estos métodos tratan de obtener predicciones rápidas

y

exactas de la conformación 3D que adopta un ligando cuando interacciona con una

que adopta un ligando cuando interacciona con una determinada proteína objetivo ,

y

también la fuerza de esta unión , en términos del valor de su función de

de la proteína en métodos como Autodock [ 15 ] , Glide [ 16 ]

y

Dock [ 17 ] , por nombrar algunos . Esta región se deriva comúnmente desde

en el aumento de su coste computacional . Decidimos continuar en esta dirección

y

mostrar cómo esta limitación puede solucionarse gracias al hardware de las GPU

y

los nuevos dise˜nos algorítmicos . En esencia , en una simulación de acoplamiento

BINDSURF se calcula la función de puntuación , carga electrostática , Van der Waals

y

los términos de los átomos de hidrógeno ( hbond ) . Por otra parte , en

múltiples capas con funciones de activación sigmoidal ( perceptrones multicapa )

y

las redes de una sola capa con funciones de activación local ( redes de función

aproximación de las redes neuronales se ha demostrado ampliamente en aplicaciones prácticas

y

en investigación teórica . Hemos decidido utilizar una red neuronal de una sola

la validación cruzada que aseguran la correpresentatividad de todas las muestras

y

el número de muestras e iteraciones se han validado empíricamente . La conclusión

del número de conexiones con el átomo , el tipo de elemento , la carga

y

la masa atómicas . Esto corresponde a una ECFP con un tama˜no de vecindad cero

alcanza el tama˜no de la vecindad que se desea , el proceso se ha completado

y

el conjunto de todas las características se devuelve como la huella . Para los ECFP

los ECFP empleados en este trabajo se utilizaron tama˜nos de vecindad de 2 , 4

y

6 ( ECFP 2 , ECFP 4 , ECFP 6 ) para generar las huellas

pueden representar un conjunto mucho mayor de características que otras huellas

y

contienen un número signiﬁcativo de diferentes unidades estructurales cruciales

estructurales cruciales para la comparación molecular entre los compuestos . 3 . Resultados

y

discusión 3 . 1 . Cribado virtual con BINDSURF Se realizaron cálculos de

entrada , para cada molécula de cada conjunto , contienen su estructura molecular

y

muestran si está activo o no . Después de los cálculos con BINDSURF , los

de datos DUD , TK ( Thymidine Kinase ) , MR ( Mineralocorticoid Receptor )

y

GPB ( Glycogen Phosphorylase ) se caracterizan por el valor del área bajo la curva

curva ( AUC , por sus siglas en inglés ) para cada curva ROC ,

y

se podría decir que , en promedio , BINDSURF funciona de manera similar a otros

todavía hay margen para la mejora en la función de la aﬁnidad que utiliza BINDSURF

y

en su método de optimización de la energía ( Monte Carlo ) , que puede

neuronales fueron entrenadas con los conjuntos de datos DUD mencionados ( TK , MR

y

GPB ) y también mediante el uso de las huellas ECFP 2 , ECFP 4

entrenadas con los conjuntos de datos DUD mencionados ( TK , MR y GPB )

y

también mediante el uso de las huellas ECFP 2 , ECFP 4 , ECFP 6

parámetros ( solo ECFP 2 , ECFP 2 más ECFP 4 , etc . )

y

se observó que con el uso de forma simultánea de los 3 descriptores se obtuvieron

, los aumentos en la capacidad de predicción son evidentes . En consecuencia ,

y

teniendo en cuenta la información obtenida por la red neuronal , podemos posprocesar

los resultados de acoplamiento obtenidos por la función de aﬁnidad de BINDSURF

y

rechazar compuestos que se predicen como inactivos . Entonces podemos clasiﬁcarlos

clasiﬁcarlos por el valor ﬁnal predicho por la función de aﬁnidad para estos casos

y

estudiar los que visualmente son mejores . A modo de ejemplo , en la

predicción del compuesto de la base de datos DUD para GPB de la parte superior

y

la pose cristalográﬁca . En este caso , las principales causas de estabilización

interacciones de una red de enlaces de hidrógeno , donde el nitrógeno intermedio

y

los átomos de oxígeno del compuesto predicho caen muy cerca de los mismos átomos

neuronal solo se puede utilizar cuando hay datos disponibles para los compuestos activos

y

no activos para una proteína dada . Esta metodología se puede utilizar para mejorar

metodología se puede utilizar para mejorar el descubrimiento de fármacos , su dise˜no

y

su reutilización y , por lo tanto , para ayudar considerablemente en la investigación

utilizar para mejorar el descubrimiento de fármacos , su dise˜no y su reutilización

y

, por lo tanto , para ayudar considerablemente en la investigación clínica . En

hormigas , que ya se ha implementado de manera eﬁciente en GPU [ 26 ]

y

aplicar la ﬂexibilidad total ligando - receptor . Por último , también estamos

aﬁnidad para incluir de manera eﬁciente los metales , las interacciones aromáticas

y

modelos de solvatación . Simulación de cargas móviles sobre estructuras

dinámico incremental es una poderosa herramienta para evaluar la vulnerabilidad

y

el riesgo sísmico de ediﬁcios . Permite calcular el da˜no global de estructuras

el da˜no global de estructuras para diferentes aceleraciones máximas del terreno

y

representar este resultado por medio de curvas de da˜no . Dichas curvas se utilizan

lineal incremental ( pushover analysis ) para evaluar la vulnerabilidad sísmica

y

el riesgo de los ediﬁcios , que permita obtener resultados similares a los obtenidos

dinámico incremental . Haciendo referencia a los métodos basados en la capacidad

y

la demanda , habitualmente se han utilizado opiniones de expertos para deﬁnir los

deﬁnir los umbrales de los estados de da˜no a partir del punto de plastiﬁcación

y

del desplazamiento máximo espectral identiﬁcado en el espectro de capacidad bilineal

medio de la escala macro - sísmica europea EMS - 98 [ 1 ] ,

y

el comportamiento estructural se describe por medio de un índice de vulnerabilidad

el método del espectro de capacidad propuesto en las referencias [ 7 , 8 ]

y

ha sido amplia - mente investigada , mejorada y aplicada [ 9 – 15 ]

referencias [ 7 , 8 ] y ha sido amplia - mente investigada , mejorada

y

aplicada [ 9 – 15 ] . En este método , la acción sísmica se

opinión de expertos [ 4 , 23 ] con base en los desplazamientos de plastiﬁcación

y

último del espectro de capacidad . Aunque este enfoque es útil para evaluaciones

incremental , que es la herramienta de referencia para evaluar la vulnerabilidad

y

el riesgo sísmico de ediﬁcios . Este procedimiento permite calcular el da˜no

procedimiento permite calcular el da˜no global de estructuras para diferentes intensidades

y

, además , repre - sentarlo por medio de curvas de daño . Dichas curvas

degradación de la rigidez del ediﬁcio , calculada a partir de las derivadas primera

y

segunda del espectro de capacidad , el método puede ser mejorado . Esta nueva deﬁnición

armado teniendo en cuenta las incertidumbres relacionadas con el riesgo sísmico

y

las propiedades mecánicas de los materiales . Se demuestra , conside - rando un

hay un mejor acuerdo entre los resultados obtenidos mediante un cálculo dinámico

y

un cálculo estático . 2 . Descripción del ediﬁcio estudiado El ediﬁcio estudiado

ediﬁcio estudiado El ediﬁcio estudiado es de hormigón armado , tiene 4 niveles

y

3 vanos y se muestra en la ﬁgura 1 junto con sus dimensiones . Debido

El ediﬁcio estudiado es de hormigón armado , tiene 4 niveles y 3 vanos

y

se muestra en la ﬁgura 1 junto con sus dimensiones . Debido a su simetría

cuyas caracte - rísticas se muestran en la tabla 1 . El material de las vigas

y

de las columnas del modelo estructural sigue la regla de histéresis de Takeda modiﬁcada

por medio del diagrama de interacción de ﬂexo - compresión para las columnas

y

de momento - curvatura para las vigas . Las cargas aplicadas y el dise˜no de

para las columnas y de momento - curvatura para las vigas . Las cargas aplicadas

y

el dise˜no de los elementos estructurales siguen las recomendaciones dadas por el

por el Eurocódigo 2 ( EC2 ) [ 25 ] para estructuras de hormigón armado

y

del Eurocódigo 8 ( EC8 ) para considerar las cargas sísmicas . Los valores caracte

sísmicas . Los valores caracte - rísticos de las propiedades mecánicas del hormigón

y

del acero son valores utilizados comúnmente en el dise˜no de tales ediﬁcios .

obtenidos durante el proceso de control de calidad , a partir de ensayos de compresión

y

tracción en las mues - tras de hormigón y acero , respectivamente . Por medio

a partir de ensayos de compresión y tracción en las mues - tras de hormigón

y

acero , respectivamente . Por medio de estos ensayos , la resistencia a compresión

Por medio de estos ensayos , la resistencia a compresión del hormigón , fc ,

y

el módulo de elasticidad del acero , Es , se pueden modelizar como variables aleatorias

probabilista de este artículo . La tabla 2 muestra la media , la desviación estándar

y

el coe - ﬁciente de variación , cdv , de estas variables aleatorias . Se

Otras posibles incerti - dumbres , como las relacionadas con la formación de grietas

y

el aplastamiento del hormigón , el endurecimiento por deformación y la resistencia

de grietas y el aplastamiento del hormigón , el endurecimiento por deformación

y

la resistencia ﬁnal de acero o debidas a efectos como la parti - cipación de

de la aceleración máxima del terreno ( PGA , por sus siglas en inglés )

y

para cada incremento se realiza un NLDA , se puede obtener una curva que relaciona

, se utilizan varios de ellos para realizar los análisis dinámicos no lineales

y

se hacen estadísticas con los resultados obtenidos , nos enfrentamos a un análisis

ver en la ﬁgura 2 . Esta ﬁgura , además , muestra el espectro medio

y

el espectro tipo 1 para un suelo tipo A del Eurocódigo 8 ( EC8 )

una forma espectral , permite obtener un buen ajuste . La lista de estos terremotos

y

de sus principales características se muestra en la tabla 3 . Hancock et al

eventos que deben considerarse depende de las medi - das de da˜no que se consideran

y

también de su predictibilidad . La mayoría de estos métodos se basan en la magnitud

y

la forma espectral . No obstante , en este trabajo no estamos interesados en la obtención

en la diferencia cuadrática entre la media de un grupo de espectros de respuesta

y

el espectro objetivo , en este caso el tipo 1 suelo tipo A del EC8

cálculo tiene su base en la diferencia absoluta acumulada entre el espectro objetivo

y

el espectro prome - dio en varios puntos ; estos puntos están separados por intervalos

muestra aleatoria de la resis - tencia a la compresión de hormigón , fc ,

y

, para cada columna del mismo nivel , una muestra aleatoria del módulo de elasticidad

han generado muestras aleatorias de las pro - piedades mecánicas de los materiales

y

se han realizado una serie de análisis dinámicos no lineales para los diferentes

hipercubo latino para generar muestras aleatorias de las propiedades de los materiales

y

la combinación de estas con los acelerogramas [ 41 ] ; se han llevado a

49 ] . En este trabajo se ha utilizado el índice de da˜no de Park

y

Ang [ 43 ] porque permite incluir el efecto del da˜no en los elementos debido

histerética . La siguiente ecuación muestra cómo se calcula el índice de da˜no de Park

y

Ang a nivel de elementos estructurales : donde ( cid : 2 ) u son

de elementos estructurales : donde ( cid : 2 ) u son la ductilidad máxima

y

última , respectivamente . De acuerdo con las condiciones de diseño de la estructura

para ﬂexión como para compresión . Eh es la energía histerética disipada ,

y

Fy y la carga y el desplazamiento de ﬂuencia , respectivamente . El índice de

ﬂexión como para compresión . Eh es la energía histerética disipada , y Fy

y

la carga y el desplazamiento de ﬂuencia , respectivamente . El índice de da˜no

para compresión . Eh es la energía histerética disipada , y Fy y la carga

y

el desplazamiento de ﬂuencia , respectivamente . El índice de da˜no global de

como pesos la rela - ción entre la energía histerética disipada por cada elemento

y

la energía histerética total disipada por la estructura [ 36 ] donde DI es

) i es la relación entre la energía de histerética disipada por un elemento E

y

la energía histerética total disipada por la estructura . La ﬁgura 3 muestra

las incertidumbres relacionadas con las propiedades mecá - nicas de los materiales

y

la acción sísmica . De acuerdo con la calibración original del índice de daño

Por esta razón , en este artículo , cuando el índice de da˜no de Park

y

Ang es mayor que 1 , su valor se ﬁja en 1 , puesto que

la probabilidad de que ocurra colapso tiende a 1 . El índice de da˜no de Park

y

Ang también puede relacionarse con el desplazamiento máximo al nivel del techo

se tuviera en cuenta la contribución del primer término de la ecuación de Park

y

Ang ; se le denomina índice de da˜no de duc - tilidad . En la

misma ﬁgura se muestran también los valores medios de ambos índices de da˜no

y

los límites de 0 , 4 ( correspondiente a la posibilidad de reparación ) y

y los límites de 0 , 4 ( correspondiente a la posibilidad de reparación )

y

1 ( correspondiente a colapso ) . 4 . Índice de daño obtenido a

sino también en la acción sísmica . El análisis estático incremental , PA ,

y

el método de N2 [ 11 ] , en combinación con la metodología para calcular

gilidad propuesta en las referencias [ 20 , 51 ] , es una herramienta potente

y

simpliﬁcada para el cálculo de curvas de probabilidad de da˜no similares a las

aplicar una carga horizontal sobre la estructura de acuerdo con un patrón de fuerzas

y

calcular su respuesta aumentando el valor de las fuerzas hasta que se alcance el

con el enfoque probabilista , es necesario llevar a cabo un gran número de PA

y

, por lo tanto , es apropiado utili - zar un procedimiento para obtener automáticamente

establece el límite de carga horizontal como una función de la rigidez tangente

y

, por consiguiente , de la frecuencia asociada al primer modo de vibración , que

53 ] , que se ha utilizado en este trabajo para calcular la respuesta estática

y

dinámica estructural en régimen no lineal . De acuerdo con los valores de la tabla

variables aleatorias . De acuerdo con las metodologías expuestas en HAZUS [ 54 ]

y

en el ATC - 40 [ 55 ] , es posible evaluar el riesgo sísmico

el riesgo sísmico de las estruc - turas a partir de su curva de capacidad

y

de la amenaza sísmica expresada en términos del espectro de respuesta . Este enfoque

post - proceso requerido por el NLDA . El procedimiento de ATC - 40

y

del método de N2 para calcular la respuesta de una estructura requiere la transformación

es el coeﬁciente de la base ; W es el peso de la estructura ,

y

masa modal del primer modo de vibración . Mediante el uso de las ecs .

[ 40 ] se deﬁnen 4 estados de da˜no : leve , moderado , extensivo

y

completo . La descripción de dichos estados de da˜no depende del tipo de estructura

como el inicio de la ﬁsuración por esfuerzo cortante o momento ﬂector en vigas

y

columnas [ 54 ] . Los estados de da˜no también se pueden deﬁnir de una

representación bilineal del espectro de capacidad mediante los valores ( Dy , Ay )

y

( Du , Au ) asociados al desplazamiento de ﬂuencia y último del espectro de

Dy , Ay ) y ( Du , Au ) asociados al desplazamiento de ﬂuencia

y

último del espectro de capacidad , res - pectivamente [ 20 , 51 ] .

30 ] : En la ﬁgura 6 se muestran los espectros de capacidad bilineales

y

los estados de da˜no obtenidos desde una perspectiva probabilista . El siguiente

lognormal descrita por la siguiente ecuación : donde sd es la variable independiente

y

representa el desplaza - ˇdsi es la desviación estándar del logaritmo miento espectral

y

natural de la variable dsi , y 3 ) para cada desplazamiento espec - tral

desviación estándar del logaritmo miento espectral y natural de la variable dsi ,

y

3 ) para cada desplazamiento espec - tral asociado a los umbrales de da˜no ,

de aplicar las hipótesis descritas . Además , las curvas de fragilidad promedio

y

los puntos calculados a partir de la distribución binomial ( hipótesis 3 ) , utilizados

, que razona - blemente asigna más peso a los estados de da˜no más altos

y

que se calcula usando la siguiente ecuación [ 14 , 20 , 51 ] :

da˜no considerados no nulos que , en este caso , es igual a 4 ,

y

P ( dsi ) es la probabilidad de ocurren - cia de dsi . DI

este procedimiento . Este procedimiento se aplica a todas las curvas de capacidad

y

los espectros de respuesta elástica correspondientes a los acele - rogramas utilizados

el análisis dinámico . En la ﬁgura 11a , b se comparan la media

y

la desviación estándar de los índices de da˜no calculados mediante el método

( cuya base es el análisis estático ) con el índice de daño de Park

y

Ang . Claramente , se puede ver que el índice de daño obtenido con el

da˜no . Por ejemplo , el ds1 , que se deﬁne como 0 , 7ds2

y

se supone constante , puede variar de un ediﬁcio a otro . Por esta razón se propone

ﬁgura 12b . Se calcula la derivada numérica de la curva de rigidez espectral media

y

se determina el despla - zamiento espectral correspondiente a su valor mínimo .

su valor mínimo . Para dicho desplazamiento se calcula la rigidez espectral media

y

se divide por la rigidez espectral media asociada a la elasticidad . Se obtiene así

un punto donde la curva de rigidez espectral degrada a un valor entre el 40

y

el 70 % de la rigidez espectral aso - ciada a la elasticidad . Por ejemplo

método son inferiores a los obtenidos mediante el uso de opiniones de los expertos ,

y

que los estados de da˜no ds2 y ds3 son superiores . Con los nuevos estados

el uso de opiniones de los expertos , y que los estados de da˜no ds2

y

ds3 son superiores . Con los nuevos estados de daño se calculan las curvas de

en la curva de da˜no . Para los umbrales de los estados de da˜no ds2

y

ds3 , la probabilidad de exceder sus cur - vas de fragilidad correspondiente es del

14a muestra las nuevas curvas de fragilidad calculadas con las hipótesis descritas

y

, basados en la ec . ( 6 ) , se calculan los correspondientes índices

elástico debido a la ductilidad del ediﬁcio . Es decir , se cruza la capacidad

y

la demanda para obtener curvas de daño que dependan de la capacidad estructural

y

de la demanda sís - mica . En la ﬁgura 15 se muestran los nuevos

curvas de daño obtenidas con el método propuesto con base en criterios estáticos

y

utilizando la degradación de la rigi - dez se ajustan mejor a las curvas de

, con las curvas de da˜nos calculadas con IDA , en términos de la media

y

de la desviación estándar que se muestran en la ﬁgura 16a , b , respecti

de 0 , 25 g con el método inicial , mientras que con el IDA

y

el método nuevo este índice de da˜no se produce a 0 , 55 g .

conservador . En términos de desviación estándar , para los valores que están entre 0

y

0 , 35 g , el método inicial tam - bién es muy conservador ,

características mecánicas de los materiales ( la resistencia a com - presión del hormigón

y

el módulo de elasticidad del acero ) y en las de la acción sísmica .

resistencia a com - presión del hormigón y el módulo de elasticidad del acero )

y

en las de la acción sísmica . Todas estas características se han tratado como

esperados del ediﬁcio : el primero con base en el análisis dinámico incremental

y

el segundo en el análisis pushover . Una conclusión importante es que , a pesar

algunas simpliﬁca - ciones , por ejemplo en la deﬁnición de las acciones sísmicas

y

en la estimación de los estados de daño sísmico , pueden subestimar el daño que

ocurrir en una estructura . En este artículo se ha estudiado una estructura baja

y

simétrica mediante el nuevo método . En los ediﬁcios altos y / o asimétricos

estructura baja y simétrica mediante el nuevo método . En los ediﬁcios altos

y

/ o asimétricos deben hacerse consideraciones que tengan en cuenta los efectos de

que requieren curvas probabilistas deﬁnidas de manera paramétrica , por su media

y

su desviación estándar . Final - mente , las principales ventajas del nuevo método

parte por el Instituto Geológico de Cataluña ( IGC ) , por el Gobierno espa˜nol

y

por la Comisión Euro - pea con fondos FEDER , a través de los proyectos

23621 , CGL2011 - 29063 , INTERREG POCTEFA 2007 - 2013 / 73 / 08

y

DESURBS - FP7 - 2011 - 261652 . Experimentación , simulación y análisis

08 y DESURBS - FP7 - 2011 - 261652 . Experimentación , simulación

y

análisis de artefactos improvisados - proyectiles formados por explosión Dentro

aquellos que generan proyectiles for - mados por explosión , penetradores de blindajes

y

sistemas acorazados , como los utilizados por grupos insurgentes contra las fuerzas

fuerzas aliadas en zona de operaciones . El objeto de este estudio es reproducir

y

entender el comportamiento de dichos artefactos explosivos improvisados capaces de

artefactos explosivos improvisados capaces de generar proyecti - les de alta velocidad

y

gran capacidad de penetración . La comprensión de su comportamiento permitirá

comprensión de su comportamiento permitirá mejorar el conocimiento sobre ellos ,

y

por ende , combatirlos de forma más eﬁcaz . Para ello se han reali -

caracterizaciones de proyectiles formados por explosión construidos de manera artesanal , tal

y

como haría un terrorista . Además , se han creado los modelos numéricos correspondientes

objetivo , recorriendo todos los pasos intermedios . Se han ensayado 3 conﬁguraciones

y

posteriormente se han simulado , usando el software de análisis por elementos ﬁnitos

explosivos improvisados - proyectiles formados por explosión son una seria amenaza ,

y

que los modelos generados permitirán conocer y ahorrar costes en la lucha contra

explosión son una seria amenaza , y que los modelos generados permitirán conocer

y

ahorrar costes en la lucha contra esta amenaza , y por ende contra el terrorismo

generados permitirán conocer y ahorrar costes en la lucha contra esta amenaza ,

y

por ende contra el terrorismo , al disponer de un enfoque holístico de la amenaza

ende contra el terrorismo , al disponer de un enfoque holístico de la amenaza ,

y

ﬁnalmente reducir los costes de la experimentación . 1 . Introducción En los

atacados con estos artefactos . Un EFP es un dispositivo simple compuesto de una carcasa

y

un disco cóncavo o liner , que se rellena de explosivo y al que se

de una carcasa y un disco cóncavo o liner , que se rellena de explosivo

y

al que se le introduce un detona - dor que inicia y transmite el tren

rellena de explosivo y al que se le introduce un detona - dor que inicia

y

transmite el tren de fuego al explosivo . Este tipo de artefactos pertenecen a la

El proceso de formación de un EFP es un fenómeno complejo de altas presiones

y

temperaturas , en el que numerosos factores pueden condicionar la correcta detonación

los mismos depende principalmente de su forma , de las características de vuelo

y

de la velocidad en el momento del impacto [ 1 , 6 – 8 ]

persona que construye el artefacto . Hasta ahora las investigaciones realizadas

y

los trabajos publi - cados se han centrado en los proyectiles formados por explosión

centrado en los proyectiles formados por explosión conformados de manera industrial

y

no artesanal , tal y cómo haría por norma general un grupo terrorista [ 8

proyectiles formados por explosión conformados de manera industrial y no artesanal , tal

y

cómo haría por norma general un grupo terrorista [ 8 – 11 ] . Además

los grupos terroristas o insurgentes suelen usar diferentes materiales metálicos

y

explosivos comunes para cada región , por lo que los IED pueden tener formas ,

comunes para cada región , por lo que los IED pueden tener formas , materiales

y

tamaños muy diversos lo que diﬁculta su estudio y modeliza - ción [ 12 ]

pueden tener formas , materiales y tamaños muy diversos lo que diﬁculta su estudio

y

modeliza - ción [ 12 ] . Por tanto , está claro que existe un vacío

realizados los EFP se han desvinculado de los procesos industriales de fabricación

y

se han creado conformes a las directrices que se pueden encontrar en los manuales

, 5 kg , tener velocidades de más de 1 . 000 m / s

y

llegar a penetrar unos 10 cm de blindaje . Para ello se ha diseñado y

y llegar a penetrar unos 10 cm de blindaje . Para ello se ha diseñado

y

fabricado un sistema de recuperación de proyecti - les , compuesto con diferentes

diferentes materiales , que ha permitido detener dichos proyectiles evitando su fuga

y

manteniendo su geometría , para su posterior análisis y comparación con el modelo

proyectiles evitando su fuga y manteniendo su geometría , para su posterior análisis

y

comparación con el modelo . El trabajo con IED - EFP supone un gran reto

la mencionada falta de información técnica a este respecto . Para el análisis

y

estudio del proceso de formación de los EFP y los factores que lo condicionan está

respecto . Para el análisis y estudio del proceso de formación de los EFP

y

los factores que lo condicionan está muy extendido el uso de los modelos de simulación

de vista geométrico aparecen los modelados 3 D [ 11 , 13 , 14 ]

y

los 2 D axisimétricos [ 3 , 8 , 15 ] ; y desde un

14 ] y los 2 D axisimétricos [ 3 , 8 , 15 ] ;

y

desde un punto de vista de la técnica de resolución existen el método lagrangiano

11 ] . Sin embargo , solo algunos trabajos tratan las características del vuelo

y

la capacidad de penetración de manera sistemática para EFP . De estos trabajos

entre diversas soluciones numéricas para los problemas de proyectiles - impactos

y

su grado de correlación , sin tener ensayos reales con los que validar dichos resultados

7 , 17 , 18 ] . Unos tratan de identiﬁcar las características de generación

y

vuelo de los pro - yectiles , conformados con diferentes materiales , y comparándolas

generación y vuelo de los pro - yectiles , conformados con diferentes materiales ,

y

comparándolas con los resultados numéricos , pero sin preocuparse de las caracte

Finalmente un pequeño número de trabajos trata este problema de manera conjunta

y

con una gran batería de ensayos [ 8 , 9 , 21 ] ; y

y con una gran batería de ensayos [ 8 , 9 , 21 ] ;

y

como se ha mencionado , esta escasez se acentúa cuando hablamos de artefactos improvisados

, esta escasez se acentúa cuando hablamos de artefactos improvisados creados tal

y

cómo haría un terrorista [ 22 ] . Desde el punto de vista de la

ligada sobre un ele - mento material dentro de todo el proceso de cálculo ,

y

así la malla se mueve junto con los elementos materiales . Por el contrario , la

adoptando posiciones intermedias entre las 2 anteriores . Ambas técnicas tienen sus pros

y

sus contras que se detallan en la tabla 1 . En este trabajo se ha

este trabajo se ha utilizado un modelo 2 D axisimétrico con mallado lagrangiano

y

elementos tipo shell debido a la alta pre - cisión que aportan con cortos tiempos

posibilidad de realizar las simulaciones del modelo a tamaño real sin escalamiento

y

la claridad en los contactos entre materiales / elementos [ 13 , 23 ] .

podría presentarse en la deformación de la malla , pero diversos autores como Du Bois

y

Schwer [ 24 ] limitan el uso del modelo lagrangiano para velocidades a partir de

IED - EFP puede alcanzar . Este trabajo se centra en la modelización matemática

y

su valida - ción a través de numerosos datos experimentales , de la detonación

través de numerosos datos experimentales , de la detonación , conformación , vuelo

y

penetración - impacto de un EFP sobre una placa de acero con espesores iguales a

empleados en los sistemas acorazados . Para ello , se explica qué es un EFP

y

sus principales características , se describen los ensa - yos realizados y a continuación

un EFP y sus principales características , se describen los ensa - yos realizados

y

a continuación se detallan los modelos numéricos creados . Finalmente , se presentan

creados . Finalmente , se presentan los resultados obtenidos en la modelización

y

su comparación con los datos medidos en los ensa - yos , resultando en un

de la carga [ 12 ] . Este efecto se consigue gracias a la distribución

y

geometría del explosivo dentro del artefacto . Las cargas conformadas se clasiﬁcan

ángulos agudos ) , EFP ( discos cónicos con ángulos obtusos o discos cóncavos )

y

en car - gas de fragmentación direccional ( discos convexos ) . En función de

función de estas , se producen diferentes efectos sobre su capacidad de pene - tración

y

la distancia efectiva de daño . En cuanto a la capacidad de penetración , las cargas

Dentro de los IED - EFP existen diversos factores que inﬂuyen en su diseño

y

posterior formación : • Conﬁnamiento del explosivo : tanto el material empleado

que después de la detonación se va a transformar en un proyectil a alta velocidad

y

con gran capacidad de penetración , también conocido como slug . La efectividad

como slug . La efectividad del proyectil vendrá marcada por el material empleado

y

la geometría ( forma , concavidad del disco , diáme - tro o espesor )

tener un alto punto de fusión , alta densidad , una estructura cristalina cerrada

y

una gran elasticidad . A nivel industrial se dise˜nan geometrías para el liner

en el caso de los IED - EFP por sencillez se centran en los cónicos

y

cóncavos . Los primeros se parecen más a las cargas huecas o JET ( ﬁg

de la geometría , de las propiedades del material , del método de fabricación

y

las propiedades requeridas para el EFP . En la industria armamentís - tica los espesores

Como norma general , un disco con menor espesor da una formación mejor de proyectil

y

mayores velocidades que otro con mayor espesor . • Altura de la carga : se

. • Altura de la carga : se entiende como la distancia entre el disco

y

el punto de inicio de la detonación de la carga explosiva , que condicionará la

hemisférico con una presión no uniforme que podrá penalizar la correcta formación

y

velocidad ﬁnal del proyectil . Existe un límite para este parámetro , superado

parámetro , superado el cual no se produce mejora alguna en la formación , velocidad

y

penetración del proyectil , siendo dicho valor aproximadamente 1 , 5 veces el diámetro

individuo que realiza el trabajo . La carga debe estar distribuida uniformemente

y

no debe haber espacio entre la carga y el disco , generando en caso contrario

carga debe estar distribuida uniformemente y no debe haber espacio entre la carga

y

el disco , generando en caso contrario cierto factores asimétricos que disminuyen

: el método de disparo puede ser muy amplio en el caso de los IED

y

de su elección dependerá la correcta trasmisión del tren de fuego desde el detonador

generarán menores velocidades pero tienen menos posibilidades de fragmentar el disco

y

, por tanto , romper el slug disminuyendo su capacidad destructiva [ 8 ] .

ﬁg . 2 ) . Este tipo de artefactos fueron descubiertos a ﬁnales del siglo

y

principios del siglo xix xx aunque su desarrollo y uso generalizado ocurrió durante

descubiertos a ﬁnales del siglo y principios del siglo xix xx aunque su desarrollo

y

uso generalizado ocurrió durante la Segunda Guerra Mundial . Las fases iniciales

. 2A ) , con el ﬁn de alcanzar un artefacto con las mejores prestaciones

y

consumiendo el menor número de recursos , a lo que se debe sumar la reducción

de variables propias del « bombmaker » . Esta fase de aná - lisis teórico

y

ensayo de las diferentes conﬁguraciones se realizó en el Centro de Excelencia

las instalaciones de la Unidad de Balís - tica de Efectos , con los medios

y

personal técnico adecuado . Debido a que los EFP que se ensayaron estaban realizados

que se ensayaron estaban realizados de manera casera ( por tanto son IED ) , tal

y

como haría un terrorista , en una primera fase los trabajos del personal cualiﬁcado

trabajos del personal cualiﬁcado se centraron en el aprendi - zaje del relleno óptimo

y

la distribución homogénea del explosivo dentro del artefacto . Este paso es crucial

, el primero de una semana de duración en el mes de mayo de 2013 ,

y

un segundo de 2 semanas de duración en el mes de noviembre de 2013 .

geometrías de los proyectiles antes del impacto ( necesidad de un recuperador ) ,

y

el tamaño y características de los impactos producidos ( ﬁg . 2D ) .

los proyectiles antes del impacto ( necesidad de un recuperador ) , y el tamaño

y

características de los impactos producidos ( ﬁg . 2D ) . 3 . 1

construidos con una carcasa o tubo de acero , rellenos de un explosivo plástico

y

coronados por unos dis - cos de cobre con diferentes curvaturas y profundidades variables

explosivo plástico y coronados por unos dis - cos de cobre con diferentes curvaturas

y

profundidades variables para cada ensayo ( ﬁg . 3 ) . La carcasa es fundamental

. 3 ) . La carcasa es fundamental pues produce un conﬁnamiento del explosivo ,

y

por consiguiente de los gases de expansión de la detonación , aumentando la presión

y

por ende la energía transmitida al disco o liner . Para los ensayos se utilizó

. El explosivo uti - lizado fue PG - 2 , explosivo de uso militar

y

comercializado por la empresa española Expal . Dicho explosivo está formado en

la empresa española Expal . Dicho explosivo está formado en un 85 % por RDX

y

un 15 % de aglutinante , la densidad es de 1 . 450 kg /

15 % de aglutinante , la densidad es de 1 . 450 kg / m3

y

± la velocidad de detonación es 8 . 000 m / s [ 25 ]

s [ 25 ] . La decisión de usar un explosivo plástico de uso comercial

y

no un explosivo casero , tipo ANFO , viene determinada por las condiciones de seguridad

El PG - 2 presenta unas excelen - tes propiedades adhesivas , no es tóxico

y

permite moldearlo para adaptarse a la geometría requerida , en este caso superﬁcies

3 ) . Mención aparte merece el liner , que fue construido de manera cóncava

y

de cobre debido a que reúne las características indicadas en el apar - tado 2

por las células terroristas ya que es un material común , relativamente asequible

y

fácilmente moldeable . Como se puede deducir de la ﬁgura 3 , el diámetro del

sin embargo 3 conﬁguraciones diferentes fueron ensayadas con relación a la curvatura

y

profundi - dad máxima del mismo : 6 , 2 mm ; 13 , 6

- dad máxima del mismo : 6 , 2 mm ; 13 , 6 mm

y

ﬁnalmente 16 , 6 mm . Estas 3 profundidades de curvatura fueron elegidas durante

, debido a que son diámetros suﬁcientes para producir un da˜no signiﬁcativo

y

ade - más no conducen a la fragmentación del proyectil o slug [ 10 ]

guarda una relación aproximadamente igual a 0 , 8 veces el valor del diámetro ,

y

por tanto , el frente de onda inci - dirá en el disco de manera óptima

3 . 2 . Velocidades de vuelo e impacto Las velocidades de vuelo

y

las velocidades antes del impacto se obtuvieron por 2 medios diferentes : grabación

se obtuvieron por 2 medios diferentes : grabación con cámaras de alta velocidad

y

medición por láminas de cortocircuito o « velocity screens » . Son láminas con

se encontraba a una distancia de unos 5 , 0 m ( d2 ) ,

y

que es la misma distancia donde se colocó la placa de acero para los ensayos

los IED - EFP ( 6 , 2 mm ; 13 , 6 mm ;

y

16 , 6 mm ) dando un total de 9 ensayos ( tabla 2 )

1 . 184 m / s para el EFP de 16 , 6 mm ,

y

1 . 404 m / s para el EFP de 6 , 2 mm .

sin que presen - ten deformación alguna por impacto , a unas velocidades entre 3

y

4 veces superiores a la del sonido . 3 . 3 . Geometrías preimpacto

recuperación de proyectiles , creado con 4 materiales diferentes con diversos tama˜nos

y

longitudes , capaz de detenerlos en un espacio inferior a los 10 m ( DR

espacio inferior a los 10 m ( DR ) , evitando su fuga al exterior

y

manteniendo intacta la geometría preimpacto del proyectil ( ﬁg . 4 ) . En los

4 ) . En los ensayos realizados con los discos de 13 , 6 mm

y

16 , 6 mm , todos los proyec - tiles se recuperaron sin deformación .

de las geometrías de los proyectiles serán los puntos más anchos de los mismos

y

marcados como P1 y P2 en la ﬁgura 5 . En ella se detallan los

de los proyectiles serán los puntos más anchos de los mismos y marcados como P1

y

P2 en la ﬁgura 5 . En ella se detallan los ejes de cálculo locales

e y , sobre los que se han calculado el ancho máximo de cada proyectil

y

su altura correspondiente desde la punta del mismo . Para el EFP de 13 ,

3 . 2 , la placa de acero de × 600 mm de lado ,

y

que simula el blin - 30 mm de espesor y de 600 daje que puede

600 mm de lado , y que simula el blin - 30 mm de espesor

y

de 600 daje que puede llevar un vehículo común utilizado en las zonas de conﬂicto

el de 6 , 2 mm , 2 para el de 13 , 6 mm

y

otros 3 para el de 16 , 6 mm , resultando en un total de

DYNA® de los IED - EFP , según las conﬁguraciones iniciales de los artefactos

y

los materiales empleados en ellos . En este trabajo se ha utilizado un modelo 2

conﬁguración debido a las características geométricas de los IED - EFP ( simetría )

y

por la gran precisión de este tipo de formulación para tiempos muy cortos de computación

menos de un minuto en un procesador i7 - 3610QM a 2 , 30 GHz

y

6 GB de RAM , mientras que el uso de la formulación ALE nos obli

hasta un máximo de 0 , 3 o 0 , 5 m [ 8 ]

y

con el mismo procesador las simulaciones se irían hasta los 40 o 45 min .

de las partes que componen el IED - EFP , tubo de acero , explosivo

y

liner , se han utilizado ele - mentos de 4 nodos básicamente cuadrados con un

ﬁelmente posible el comportamiento del disco en su proceso de formación en proyectil

y

su posterior impacto en el objetivo . Siguiendo la misma idea y tama˜no de malla

formación en proyectil y su posterior impacto en el objetivo . Siguiendo la misma idea

y

tama˜no de malla , se ha mallado la plancha de acero donde impactará el proyectil

incluido en el modelo , dado que aumenta el número de componentes del mismo ,

y

por tanto , su complejidad y diﬁcultad [ 2 , 4 , 8 , 9 ,

dado que aumenta el número de componentes del mismo , y por tanto , su complejidad

y

diﬁcultad [ 2 , 4 , 8 , 9 , 11 ] . Sin embargo esto

, que no requiere de ecuación de estado para su aplicación [ 26 ] ,

y

la segunda , que el número de datos a emplear para deﬁnir el material son pocos

y

fácilmente accesibles . Las propiedades que se han de utilizar en el modelo para

( cid : 4 ) y ) 275 1 , 042 × 109 Pa

y

el alargamiento en rotura ( εR ) 0 , 15 . El explosivo utilizado

εR ) 0 , 15 . El explosivo utilizado fue el PG - 2

y

se ha modelizado con el material tipo High Explosive Burn o modelo material número

necesarios para deﬁnir este modelo son la densidad , la velocidad de detonación

y

la presión de detona - ción o presión en el estado Chapman - Jouguet más

cada EFP , de curva - turas 6 , 2 ; 13 , 6 ;

y

16 , 6 mm que condicionan el volumen de carga disponible , dependerá de la

por el « bombmaker » en cada caso . Una vez conocida la masa cargada

y

el volumen para cada EFP , se calcula su densidad . La presión CJ y

y el volumen para cada EFP , se calcula su densidad . La presión CJ

y

velocidad de deto - nación se han evaluado con el código termodinámico , W -

- Detcom [ 30 ] , el cual permite el cálculo de estados de detonación

y

com - bustión , así como la expansión posterior de los gases , en función

, así como la expansión posterior de los gases , en función de la composición

y

densidad del explosivo . Para ello se ha uti - lizado una densidad tipo para

ecuación de estado ( EOS ) que deﬁna el compor - tamiento de la detonación

y

expansión del explosivo en relación con su presión - volumen - energía . Para

la presión de los gases de detonación como función del volumen relativo ( V )

y

la energía interna ( E ) : donde A , B , R1 ,

energía interna ( E ) : donde A , B , R1 , R2

y

son constantes a determinar de manera expe - rimental , siendo la metodología más

el ensayo del cilindro . Mientras que 0 es el ratio entre la densidad actual

y

la inicial . Finalmente E es la energía interna por unidad de volu - men

interna por unidad de volu - men calculada a través de la energía de Gurney

y

la energía total disponible ( E0 ) . En la actualidad no existe un conjunto

la JWL del PG - 2 debido a su uso regional casi exclusivo para Espa˜na

y

al alto coste de la experimentación ( ensayos de cilindro ) necesaria para ello

puede trabajar en 2 vías : la primera calcular el equivalente TNT del PG - 2

y

usar su JWL o la segunda que consiste en utilizar la JWL de un explosivo de

explosivo de similares características a las PG - 2 , en cuanto a la detonación

y

productos generados durante la misma . En este trabajo se ha optado por la segunda

/ s ) y × 109 Pa ) presión extraídos de Wang [ 32 ]

y

Børvik et al . [ 33 ] . En cuanto al disco de cobre

metálicos sometidos a grandes deformaciones , a altas velocidades de deformación

y

altas tempera - turas [ 15 , 34 ] . La ecuación que rige el

ε · P ) : donde AJC , BJC , C , N ,

y

M son las constantes empíricas que determinan ε · el comportamiento del material

. Siendo P la velocidad de defor - mación plástica efectiva ( s−1 ) ,

y

0 la velocidad de deformación de referencia deﬁnida en el test cuasiestático

deﬁnida en el test cuasiestático usado para determinar los parámetros AJC , BJC

y

N del modelo JC ( depende de las unidades en las que estemos trabajando ,

el segundo corresponde a la componente de viscosidad debido a la velocidad de deformación

y

el tercer grupo de la ecuación 2 corresponde al efecto de la temperatura . Mientras

el valor medio de diferentes test sobre cobre para un amplio rango de temperaturas

y

velocidades de deformación . Los datos utilizados en el modelo se han extraído

utilizados en el modelo se han extraído de la bibliografía original de Johnson

y

Cook [ 34 ] y se encuentran en la tabla 5 . Sin embargo , este modelo

modelo se han extraído de la bibliografía original de Johnson y Cook [ 34 ]

y

se encuentran en la tabla 5 . Sin embargo , este modelo requiere de la utilización

cambios de presión que tienen lugar en el material con respecto al volumen especiﬁco

y

la energía interna , siendo la más común la EOS Gruneisen [ 6 , 10

de ajuste de la ecuación de choque Hugoniot en función de la velocidad de choque

y

velocidad de partículas para el cobre introducidos son C0 = 3 . 910 m /

describan el comportamiento de la plancha de acero objetivo de impacto del proyectil

y

en caso necesario su correspondiente EOS . Para ello es importante entender que las

dependiente de la velocidad de deformación . Dicha velocidad depende del modelo de Cowper

y

Symonds que escala la tensión efectiva según un factor que varía según la deformación

la tensión efectiva según un factor que varía según la deformación plástica

y

unos parámetros C y D de dicho modelo [ 39 ] . Además , no

según un factor que varía según la deformación plástica y unos parámetros C

y

D de dicho modelo [ 39 ] . Además , no requiere de EOS ,

y

también , los datos a introducir son pocos y fácilmente accesibles , siendo los

, no requiere de EOS , y también , los datos a introducir son pocos

y

fácilmente accesibles , siendo los mismos que los introducidos en el Piecewise Linear

del todo realista [ 8 , 40 ] . El segundo modelo empleado es el JC

y

ha sido explicado en detalle con anterioridad . En este caso , los parámetros empleados

acero S - 275 Espa˜nol , pues como se ha dicho este modelo es empírico

y

nadie ha obtenido aún los parámetros de dicho acero ( tabla 6 ) . Los

tienen que deﬁnirse explícitamente . En este caso , para el contacto entre el liner

y

el tubo de acero se ha utilizado el módulo 2D - Automatic - Surface -

de LS - DYNA® . Los con - tactos entre tubo de acero - explosivo

y

entre explosivo - liner no hace falta deﬁnirlos ya que los nodos de contacto son

han de deﬁnir los contactos entre el liner ( una vez conformado el proyectil )

y

la plancha de acero . En este caso se deﬁ - nen , nuevamente ,

de erosión extra con el ﬁn de ayudar al modelo material a eliminar elementos ,

y

así ajustar el modelo , pero solo en el caso del material JC . Se

igual a 0 , 8 [ 17 , 24 ] . 5 . Análisis

y

discusión de resultados Para realizar la pertinente calibración y veriﬁcar la

. Análisis y discusión de resultados Para realizar la pertinente calibración

y

veriﬁcar la ﬁabilidad de los modelos numéricos generados , los resultados obtenidos

geometrías presentes en los ensayos : 6 , 2 mm ; 13 , 6 mm

y

ﬁnalmente 16 , 6 mm . Con una sola línea de iniciación , 3

choque generada incide sobre el disco de cobre de manera aproximadamente plana , tal

y

como debe ocurrir en la rea - lidad . Dicha onda de choque , al

- lidad . Dicha onda de choque , al incidir sobre el disco de cobre

y

por efecto de las elevadas presiones generadas , provoca la deformación plástica

de 2 , 6 x 1010 Pa ; este valor está en conso - nancia

y

dentro del rango de valores de presión PCJ del explosivo ( presión que no se

ningún caso durante la expan - sión ) que oscilan entre los 2 , 1

y

2 , 6 . El proyectil que se genera es acelerado en cuestión de microse

D se debe a que la malla del explo - sivo tiene una alta deformación

y

no permite una buena visión de los demás materiales . Además , para evitar errores

. 5 . 1 . Resultados de la velocidad del proyectil durante el vuelo

y

preimpacto Se puede observar cómo el valor simulado de la velocidad de vuelo obtenido

que los datos de la simu - lación se corresponden con los datos experimentales ,

y

por tanto , se puede conﬁar en esta conﬁguración para la posterior simulación

que se suele considerar de conﬁanza en ingeniería dado el número de variables

y

condicionantes que forman parte del proceso de simulación y de la toma de datos

número de variables y condicionantes que forman parte del proceso de simulación

y

de la toma de datos reales . Por tanto , los datos aportados por el modelo

empleado un modelo de tipo lagrangiano , donde el aire que existe entre el EFP

y

la plancha objetivo no ha sido incluido en el modelo , los valores de velocidades

objetivo no ha sido incluido en el modelo , los valores de velocidades entre d1

y

d2 deberían ser los mismos , pues no existe el efecto de frenado por rozamiento

los valores obtenidos de manera real ( tabla 3 ) en las velocidades entre d1

y

d2 . Por tanto , los peque˜nos cambios en la velocidad que se producen en la

los peque˜nos cambios en la velocidad que se producen en la simulación son única

y

exclusivamente achacables a los cálculos numéricos en cada una de las iteraciones

reales , dentro de un margen de conﬁanza . Figura 7 . Proyectiles preimpacto

y

postimpacto en función del material usado para deﬁnir la plancha . Por ﬁlas

, el impacto en una plancha deﬁnida con el modelo de material Johnson - Cook

y

ﬁnalmente una plancha deﬁnida con el modelo de material Plastic - Kinematic .

concuerda con ± el valor medio desviación típica en 2 de los 3 casos ,

y

por tanto y desde un punto de vista estadístico , no se puede decir que el

± el valor medio desviación típica en 2 de los 3 casos , y por tanto

y

desde un punto de vista estadístico , no se puede decir que el valor del

embargo , en el modelo de material PK el valor obtenido es bastante inferior ,

y

aunque dentro del rango óptimo , subestima la penetra - ción producida . Asimismo

) . Así , la desviación en el radio es del 4 , 4 %

y

por tanto , seguimos en un rango de valores más que aceptable . Para la simu

los datos reales pero siempre en el rango inferior de los mismos ( tablas 3

y

8 ) . Al igual que pasaba en la conﬁguración de 6 , 2 mm

3 ) . Al igual que pasaba en la conﬁguración de 6 , 2 mm

y

de 13 , 6 mm , es posible observar que la deformación producida por el

penetración en blindajes de 30 mm . Esta capacidad de penetración va asociada al tama˜no

y

características del proyectil , así como a la velocidad a la que se mueve el

de 6 , 2 mm , de lo que se deduce que para estos materiales

y

tama˜nos la velocidad no será el hecho diferenciador en sus características como

hecho diferenciador en sus características como armas . Sin embargo , los de 13 , 6

y

16 , 6 mm sí que producen la penetración total de dichos blindajes . Por otra parte

el diámetro de los proyectiles disminuye según la curvatura del liner aumenta ,

y

por ende , los diámetros de los impactos produ - cidos . Este fenómeno se

Conclusiones En función de los resultados obtenidos en las simulaciones numéricas

y

los ensayos de vuelo , recuperación y penetración de los 3 tipos de IED -

resultados obtenidos en las simulaciones numéricas y los ensayos de vuelo , recuperación

y

penetración de los 3 tipos de IED - EFP , las conclusiones que podemos extraer

son las siguientes : - Se presenta por primera vez una batería de ensayos

y

simula - ciones de artefactos explosivos improvisados creados de manera artesanal

reproducir el comportamiento de los IED - EFP existentes en las zonas de conﬂicto ,

y

que como se ha visto en los ensayos pueden llegar a perforar blindajes de ,

Se ha comprobado experimentalmente que los IED - EFP con mayores curvaturas 13 , 6

y

16 , 6 mm , producen impactos con penetración total a unas velocidades en torno

penetraciones a pesar de que los proyectiles generados tienen algo más de velocidad

y

diámetro . - Aunque es difícil de simular el proceso completo de forma -

- Aunque es difícil de simular el proceso completo de forma - ción , vuelo

y

penetración de un IED - EFP , en este trabajo se han conseguido reproducir los

de modelos como los aquí desarrollados son muy importantes para optimizar costes

y

reducir tiempo en investiga - ción y desarrollo de soluciones , para la neutralización

desarrollados son muy importantes para optimizar costes y reducir tiempo en investiga - ción

y

desarrollo de soluciones , para la neutralización y mitigación de los efectos de

tiempo en investiga - ción y desarrollo de soluciones , para la neutralización

y

mitigación de los efectos de estas amenazas , que puedan salvar muchas vidas en

el Centro de Excelencia Contra Artefactos Explosivos Improvisados ( C - IED COE )

y

la Orga - nización del Tratado del Atlántico Norte ( OTAN ) . Además ,

del Grupo de Explosivos de la E . T . S . I . Minas

y

Energía de la Universidad Politécnica de Madrid . Los ensa - yos se han realizado

Los ensa - yos se han realizado en el Instituto Tecnológico Militar ( ITM )

y

su ayuda siempre será reconocida . Las opiniones vertidas por los autores no tienen

expuestos a temperaturas elevadas , basado en el análisis de la transferencia de masa

y

energía en medios porosos multifase . El modelo ha sido estructurado de tal forma

resultados de las predicciones . Se han validado los resultados de la simulación

y

se ha evidenciado que el modelo de cálculo es capaz de reproducir , con un

el modelo de cálculo es capaz de reproducir , con un alto grado de ﬁabilidad

y

precisión , la evolución de las temperaturas en el hormigón como resultado de

tipos de desconchamiento : de superﬁcie , de los áridos , de esquina , explosivo

y

postenfriamiento . De todos estos , el desconchamiento explosivo es el que más afecta

calentamiento del hormigón se produce un incremento de la presión en los poros

y

un deterioro del material como consecuencia de los esfuerzos térmicos . A partir

ﬁn de poder describir el comportamiento del agua ( tanto capilar como absorbida )

y

del vapor dentro de todo el rango de temperaturas y presiones pre - sentes en

tanto capilar como absorbida ) y del vapor dentro de todo el rango de temperaturas

y

presiones pre - sentes en el hormigón sometido al ataque térmico . Varios autores

del hormigón como consecuencia del ataque térmico . Sin embargo , los resultados

y

los dispositivos de ensayo analizados por la literatura [ 19 , 20 ] evidencian la

literatura [ 19 , 20 ] evidencian la impor - tancia de la preparación experimental

y

de la conﬁguración del dispositivo utilizado en la medición de la presión de

empleado técnicas de calorimetría de pérdida de masa para evaluar los mecanismos

y

la velocidad de expulsión de la humedad en el hormigón sometido al ataque térmico

desarrollado se inspira en el modelo hidrotérmico simpliﬁcado propuesto por Dwaikat

y

Kodur [ 11 ] . Este modelo , basado en los principios de la mecánica

[ 11 ] . Este modelo , basado en los principios de la mecánica estructural

y

la termodiná - mica , utiliza las ecuaciones de conservación de la masa y la

estructural y la termodiná - mica , utiliza las ecuaciones de conservación de la masa

y

la energía para predecir la presión de los poros . Presenta la ventaja de que

existentes . En el modelo propuesto se han revisado todas las asunciones iniciales

y

se han propuesto correcciones de tal forma que el nuevo modelo tiene en cuenta consideraciones

crítico , efectos de la adición de ﬁbras de polipropileno sobre la porosidad

y

la permeabilidad , efecto de la edad del hormigón en el grado de hidratación )

en el cual los poros están rellenos parcialmente por una fase líquida ( agua )

y

por una fase gaseosa constituida solamente por vapor de agua . Para simpliﬁcar

Las ecuaciones de conservación de la masa pueden expresarse como donde mL

y

mV son las masas de agua líquida y de vapor de agua por unidad de

pueden expresarse como donde mL y mV son las masas de agua líquida

y

de vapor de agua por unidad de volumen ; ( cid : 3 ) L→V

resul - de volumen ; tado de la deshidratación del cemento por unidad de volumen

y

tiempo , y JV es el ﬂujo de masa de vapor de agua que atraviesa

volumen ; tado de la deshidratación del cemento por unidad de volumen y tiempo ,

y

JV es el ﬂujo de masa de vapor de agua que atraviesa el hor -

el hor - migón . Asumimos que toda el agua que se evapora se condensa

y

, para el caso unidimensional , JV puede relacionarse con el gradiente de presión

ley de Darcy mediante la expresión : donde PV es la presión de vapor

y

( cid : 4 ) V es el coeﬁciente de permeabi - lidad de Darcy

de agua ; KrV es la permeabilidad relativa al vapor de agua del hormigón ,

y

( cid : 3 ) V es el coeﬁciente de viscosidad dinámica del vapor de

es el coeﬁciente de viscosidad dinámica del vapor de agua . Las masas de agua

y

de vapor de agua presentes en el hormigón han sido consideradas en el modelo como

L es la densidad del agua líquida ; SL es la saturación de líquido ,

y

( cid : 5 ) V es la densidad del vapor de agua .

se iguala a la crítica ( cid : 5 ) Crit = 322kg / m3

y

se comporta como un ﬂuido supercrítico [ 26 ] . El modelo utiliza la

modelo utiliza la saturación de líquido en función de la presión capilar ( Pc )

y

la temperatura ( T ) para estimar el contenido de agua líquida SL = e

de agua líquida SL = e − donde ML es la masa molar del agua

y

R es la constante universal de los gases . La presión capilar puede expresarse ,

ble describir el comportamiento del agua dentro de todo el rango de temperaturas

y

presiones presentes en los poros del hormigón , tanto para el agua capilar como

del vapor ; fASat es la fuga - cidad de saturación del agua adsorbida ,

y

fVSat es la fugacidad de saturación del vapor , que pueden entenderse como pseudopresio

En el caso del vapor de agua , el coeﬁciente para el rango de temperaturas

y

presiones estudiadas sigue siendo próximo a 1 y , por tanto , puede asumirse que

coeﬁciente para el rango de temperaturas y presiones estudiadas sigue siendo próximo a 1

y

, por tanto , puede asumirse que el comportamiento del vapor del agua es ideal .

de las formulaciones de la IAPWS [ 27 ] Sumando las ecuaciones ( 1 )

y

( 2 ) y sustituyendo las expresiones descritas más arriba se obtiene la siguiente

la IAPWS [ 27 ] Sumando las ecuaciones ( 1 ) y ( 2 )

y

sustituyendo las expresiones descritas más arriba se obtiene la siguiente expresión

la regla de la cadena , las derivadas de la porosidad en función del tiempo

y

la derivada de la densidad de agua líquida son : Análogamente , la derivada

de agua como resultado de la deshi - dratación del cemento por unidad de volumen

y

tiempo ˙D puede calcularse como : donde mD es la masa de agua líquida

la deshi - dratación . Sustituyendo las ecuaciones ( 18 ) , ( 19 )

y

( 20 ) en ( 14 ) , se obtiene : Y agrupando términos

19 ) y ( 20 ) en ( 14 ) , se obtiene :

Y

agrupando términos para facilitar el planteamiento del esquema de solución por

del hormigón ; Cp es el calor especíﬁco ; kx es la conductividad térmica ,

y

Q es la fuente de calor externa . A efectos del modelo , la

de calor externa . A efectos del modelo , la aportación del calor latente

y

el calor de hidratación / deshidratación se tienen en cuenta en la expresión del

utilizando una diferen - cia progresiva de primer orden para la derivada temporal

y

una de las temperaturas obtenidos de las ecuaciones anteriores . Trans - formando

ecuación en derivadas parciales mediante el método explícito de diferencias ﬁnitas

y

agrupando térmicos , la ecuación ( 22 ) puede expresarse como : Conocido el

a partir de la expresión recurrente anterior . Las fronte - ras x = 0

y

x = L , T j L deberán calcularse a partir de las condiciones de

- nes de diversas curvas de incendio conocidas por la ecuación ( 27 ) ,

y

una condición de radiación y convección para el caso general de un quemador ,

de incendio conocidas por la ecuación ( 27 ) , y una condición de radiación

y

convección para el caso general de un quemador , según la ecuación ( 28 )

T0 ) donde ( cid : 6 ) 0 es la porosidad inicial del hormigón

y

˛ es un parámetro que depende de la naturaleza de los áridos [ 31 ]

por la IAPWS [ 26 ] . La densidad de vapor depende de la temperatura

y

de la presión . Para temperaturas altas y presiones relativamente bajas , y asumiendo

densidad de vapor depende de la temperatura y de la presión . Para temperaturas altas

y

presiones relativamente bajas , y asumiendo que el vapor de agua se comporta como

temperatura y de la presión . Para temperaturas altas y presiones relativamente bajas ,

y

asumiendo que el vapor de agua se comporta como un gas ideal , la densidad

según [ 31 ] : donde Tcool es la temperatura ambiental en el lado frío

y

hcool es el coeﬁciente de convección de este lado . De manera análoga al

es la permeabilidad del gas inicial ; P0 es la presión atmos - férica ,

y

CT es un coeﬁciente que tiene en cuenta el incremento de la permeabilidad a elevadas

siendo mcem el contenido de cemento por metro cúbico de hormi - gón ,

y

edad , la edad del hormigón en días . 3 . Validación del modelo

◦C . El modelo se valida con 2 ensayos de hormigón sin ﬁbras de polipropileno

y

otros dos con 3 kg / m3 de contenido de ﬁbras . Se han introducido

contenido de ﬁbras . Se han introducido en el modelo las condiciones iniciales

y

de frontera , que se reﬂejan en la tabla 1 . Como condición de frontera térmica

han obtenido con el modelo ( M ) en los ensayos sin ﬁbras ( E1

y

E2 ) [ 18 ] a las profundidades de 10 , 20 , 30 ,

) [ 18 ] a las profundidades de 10 , 20 , 30 , 40

y

50 mm . Como puede apreciarse en la ﬁgura , los resultados obtenidos por el

adecuadamente con los valores experimentales , tanto los valores de las presiones máximas

y

los intervalos de tiempo a que se producen , como la tendencia general del comportamiento

En cambio , el modelo no calcula con la misma precisión en las profundidades de 10

y

50 mm . Se obtienen unos resultados similares en el caso del hormigón con 3

de variación de la permeabilidad del hormigón en fun - ción de la temperatura

y

de la presión de poros no se ha estudiado del todo y , en parte

de la temperatura y de la presión de poros no se ha estudiado del todo

y

, en parte , a las simpliﬁcaciones realizadas en el modelo , como la consideración

el agua líquida solo se mueve en el hormigón por efecto de la evaporación

y

de la condensación en las zonas más frías . Es necesario tener en cuenta también

de la validación del modelo considerando el hormigón con 3 kg / m3 de ﬁbras

y

sin ﬁbras con respecto a los ensayos experimentales de Kalifa [ 18 ] , al modelo

ensayos experimentales de Kalifa [ 18 ] , al modelo de Gawin [ 34 ]

y

al modelo de Di Capua [ 35 ] . Puede observarse una buena aproximación del

Puede observarse una buena aproximación del modelo a los resultados experimentales

y

de los demás modelos considerados . 4 . Conclusiones Tras analizar los resultados

presentado en este trabajo , se ha podido con - trastar que las simpliﬁcaciones

y

las asunciones realizadas no han perjudicado los resultados de las simulaciones ,

modelos similares . En ese sentido , se han podido reducir los tiempos de cómputo

y

se han obtenido tiempos de simulación en torno a los 3 , 5 s de

a los 3 , 5 s de media para simula - ciones de 180 min

y

elementos de 12 cm de espesor . Por otra parte , la inclusión en el modelo

simular todo el rango de temperaturas que el hormigón puede soportar en un incendio ,

y

en las ecuaciones de balance se ha incorporado la masa de agua que se produce

Mejora de la Resistencia Mecánica frente al Fuego de Hormigones Autocompactantes

y

de Alta Resistencia » , a IECA por el proyecto « Análisis de parámetros asociados

parámetros asociados a la ocurren - cia de spalling en hormigones de alta resistencia »

y

al Ministerio de Economía y Competitividad por la subvención BIA2012 - 37890 otorgada

cia de spalling en hormigones de alta resistencia » y al Ministerio de Economía

y

Competitividad por la subvención BIA2012 - 37890 otorgada por el proyecto « PYRODESIGN

otorgada por el proyecto « PYRODESIGN – Modelado de los pará - metros térmicos

y

cinéticos para la caracterización de la reacción al fuego de materiales » ﬁnanciado

arteria secundaria para el paso de un balón de inﬂado ( « kissing » )

y

« culotte » . Para ello se ha utilizado la geometría ideal de una bifurcación

Para ello se ha utilizado la geometría ideal de una bifurcación coronaria a 45

y

90◦ . En primer lugar se simularon los modelos en régimen estacionario mediante

los modelos en régimen estacionario mediante el código comercial ANSYS Fluent ,

y

a continuación se validaron con las medidas experimentales tomadas en el laboratorio

comparar las diferentes técnicas en este régimen fueron los esfuer - zos cortantes

y

la caída de presión promediados en el tiempo , así como el índice de esfuerzos

stent simple presenta los peores resultados , en términos de caída de presión ,

y

la técnica « kissing » , los mejores . Esto sería aplicable a los stents

en el valor menor de los esfuerzos cortantes ( < 0 , 4 Pa )

y

un OSI elevado ( > 0 , 1 ) , la técnica « culotte »

gran interés hoy en día , debido al desarrollo creciente de episodios cardiacos

y

al mayor número de accidentes cardiovasculares que se están sucediendo en las últimas

los vasos , también denominado estenosis , puede reducir el ﬂujo de forma severa

y

ocasionar graves conse - cuencias para la salud , como demuestran las cifras que

existe una correlación entre el valor bajo de los esfuerzos cortantes en la pared

y

el engrosamiento de la misma , aunque hay una cierta discrepancia en los resultados

Numerosos estudios han observado una relación inversa entre el esfuerzo cortante

y

el espesor neointimal en las arterias coronarias [ 5 ] . Por otro lado , no solo

coincidir con el engrosamiento temprano de la pared de la arteria carótida [ 6 ]

y

de la aorta abdominal [ 7 ] . Estos efectos locales tienen su origen en

placa aterosclerótica en ubicaciones especíﬁcas tales como las bifurcaciones

y

las arterias curvadas , razón por la cual se ha llevado a cabo este estudio

de consecuencias no deseadas . Se habla de una incidencia global del 28 % ,

y

la causa principal de su aparición es la proliferación neointimal a través de

extra˜no . Se ha propuesto un modelo simpliﬁcado para el crecimiento neointimal

y

el cambio en los parámetros dinámicos del ﬂuido en el tiempo tras el implante

también numerosos estudios que demuestran la relación entre el dise˜no del stent

y

la estrategia de su implante con el valor de los esfuerzos cortantes y la formación

del stent y la estrategia de su implante con el valor de los esfuerzos cortantes

y

la formación de trombosis neointimal , reendotelización y reestenosis . Se plantea

los esfuerzos cortantes y la formación de trombosis neointimal , reendotelización

y

reestenosis . Se plantea una situación crítica cuando las lesiones ateroscleróticas

] . También se han estudiado los esfuerzos mecánicos en la pared arterial antes

y

después del inﬂado de un balón en el uso de la técnica « kissing »

stents [ 12 – 20 ] , ninguno de ellos contiene un estudio comparativo teórico

y

experimental de las diferentes técni - cas de implante de stent en una bifurcación

gran utilidad si se quiere realizar un inﬂado poststent ( « kissing » ) ,

y

la técnica « culotte » . En esta última , tras desplegar el stent en

rama principal , un segundo stent avanza parcialmente a través de la rama lateral

y

se expande en ella , de tal manera que la parte proximal de este segundo

. Estas técnicas de implante se han evaluado para bifurcaciones coronarias de 45

y

90◦ , con una ratio de diámetro de rama secunda - ria a principal de

bifurca - ción con 3 diferentes ratios : 1 , 0 , 0 , 8

y

0 , 6 , que llegó a la conclusión de que , cuanto mayor era

numéricas en régimen estacionario utilizando el código comercial ANSYS Fluent ,

y

los resultados obtenidos se compararon con las medidas expe - rimentales desarrolladas

el índice de esfuerzos cortantes oscilatorios ( oscillatory shear index [ OSI ] )

y

la caída de presión en la bifurcación . En la sección 2 se expone

en la bifurcación . En la sección 2 se expone el procedimiento experimental ,

y

en la sección 3 se describe la simulación numérica . Los resultados obte - nidos

simulación numérica . Los resultados obte - nidos se discuten en la sección 4 ,

y

las conclusiones se resumen en la sección 5 . 2 . Estudio experimental

ﬂuorescentes de polímero que se introdujeron en el ﬂuido eran de 1 - 20 m

y

el equipo de PIV utilizado era un modelo Dantec FlowMap con láser Nd : YAG

de la técnica « culotte » de implante de stent en una bifurcación de 90◦

y

un mapa de velocidades en el plano medio . Se utilizó una malla de poliedros

cabo un estudio de sensibilidad de los resul - tados al tama˜no de la celda

y

, ﬁnalmente , se optó por el tama˜no de 3 a 5 millones , en

considera que la arteria presenta una estenosis con necesidad de angioplastia reparadora

y

stent a modo de andamiaje . Por tanto , el ateroma que recubre la íntima conﬁere

( 2014 ) [ 22 ] han realizado un estudio comparativo entre la pared ﬂexible

y

la pared rígida de una arteria en que se había colocado un stent . Los

- mediados en el tiempo inferiores a 0 , 4 Pa oscilaba entre el 1

y

el 1 , 5 % , dependiendo del tipo de stent . Todas estas conclusiones

, con una viscosidad cinemá - tica = 3 , 72× 10−6 m2 / s

y

una densidad = 1 . 099 , 3 kg / m3 ( número de Reynolds

equi - valentes a las que tenían los experimentos para el régimen estacionario ,

y

se utilizó un perﬁl de velocidad tipo Womersley , con una velocidad media de 0

estacionario para cada uno de los 2 ángulos de bifurcación estudiados , de 45

y

90◦ . Tres de ellos tenían uno o 2 stents implantados , dependiendo de la

implantados , dependiendo de la técnica analizada . El cuarto no constaba de stent

y

se utilizó como caso base representativo de una bifurcación coronaria sana . Las

es grande para una arteria coro - naria , facilita el manejo de los modelos

y

proporciona una mejor resolución experimental sin restar rigor al estudio , pues

cid : 2 ) vD / ( cid : 3 ) ) , donde v

y

D son la velocidad característica y el diámetro del vaso , respectivamente ; ,

( cid : 3 ) ) , donde v y D son la velocidad característica

y

el diámetro del vaso , respectivamente ; , la densi - dad , y ,

característica y el diámetro del vaso , respectivamente ; , la densi - dad ,

y

, la viscosidad dinámica del ﬂuido . La ﬁgura 1 muestra los modelos experimentales

viscosidad dinámica del ﬂuido . La ﬁgura 1 muestra los modelos experimentales para 45

y

90◦ . El ﬂuido de trabajo es una mezcla de glicerina ( 60 %

. El ﬂuido de trabajo es una mezcla de glicerina ( 60 % )

y

agua ( 40 % ) de propiedades similares a la de la sangre ( viscosidad

, con una longitud del stent de 54 , 28 mm para la rama principal

y

de 42 , 8 mm para la secunda - ria . El stent consta de

. El stent consta de alambres o struts de 0 , 045 mm de espesor

y

0 , 838 mm de longitud , que se unen formando celdas abiertas con

obtenidas en régimen estacionario para las diferen - tes bifurcaciones arteriales

y

técnicas de stent utilizadas ( tabla 1 ) . Se simularon 4 ciclos cardiacos con

estable . La ﬁgura 4 muestra la evolución temporal de la velocidad para el tercer

y

el cuarto ciclos en la técnica « culotte » para un ángulo de 45◦ en

. 4 . Resultados 4 . 1 . Régimen estacionario . Resultados numéricos

y

experimentales Los resultados que se muestran en esta sección se reﬁeren a la

se reﬁeren a la región ocupada por el stent en las diferentes conﬁguraciones

y

téc - nicas o , para el caso de la arteria sana exenta de stent

la arteria sana exenta de stent , a la región equivalente . Las ﬁguras 5

y

6 muestran los contornos de velocidad en el plano medio obtenidos de forma numérica

muestran los contornos de velocidad en el plano medio obtenidos de forma numérica

y

experimental . Puede observarse que el patrón de ﬂujo está más perturbado en

bifurcación a 45◦ ( ﬁg . 6 ) , donde se observa una peque˜na recirculación

y

una región de estan - camiento en la rama lateral y , por consiguiente , áreas

las simulaciones en régimen no estacionario . La comparación de las ﬁguras 5

y

6 permite concluir que el patrón de ﬂujo depende principalmente de la conﬁguración

ﬂujo depende principalmente de la conﬁguración geométrica de la bifurcación

y

no tanto de la técnica de implante de stent adoptada , especialmente para el ángulo

distorsionados en dicha zona . Sin embargo , la concordancia entre el estudio numérico

y

el experimental es razonablemente buena , lo cual puede interpre - tarse como una

régimen no estacionario . 4 . 2 . Simulaciones numéricas en régimen no estacionario

y

comparación de las diferentes técnicas de implante de stent Los parámetros que

, como cabía esperar . También puede apreciarse que , en ambos casos ( 45

y

90◦ ) , las dife - rencias en la pérdida de presión son pequeñas en

Se deﬁne de la manera siguiente : donde T es el período del pulso cardiaco

y

( cid : 4 ) w es el esfuerzo cortante en la pared proyectado en

stent en la rama lateral produce una peque˜na zona de recirculación del ﬂujo

y

un OSI elevado ( ﬁg . 11 ) . Esto puede explicar por qué las

la rama lateral . 5 . Conclusiones Se ha realizado un estudio numérico

y

experimental sobre la inﬂuencia de 3 técnicas de implante de stent en una bifurcación

stent sim - ple presenta los peores resultados en términos de caída de presión ,

y

la de « kissing » , los mejores . Este criterio podría aplicarse a los

las regiones de bajo esfuerzo cor - tante ( < 0 , 4 Pa )

y

OSI elevado ( > 0 , 1 ) , la técnica « culotte » ,

» , que cuenta con un mayor número de struts , presenta el peor comportamiento

y

, por consiguiente , incrementa el riesgo de sufrir reestenosis . La mejor opción

mayor caída de la presión , mientras que las regiones de bajo esfuerzo cortante

y

recirculación de ﬂujo se reducen en la pared proximal de la rama lateral .

modalidades : un único stent con un inﬂado posterior mediante la técnica « kissing »

y

una técnica más compleja con el uso de 2 stents . Y los resultados obte

« kissing » y una técnica más compleja con el uso de 2 stents .

Y

los resultados obte - nidos apuntan a la utilización de un único stent liberador

» es la mejor opción para los stents liberadores de fármacos . García Tejada

y

Albarrán [ 24 ] llegan a una conclusión similar . Por su parte , Erglis et

al . [ 25 ] informan de un amplio registro de resultados clínicos a corto

y

a largo plazo de pacientes que han sido sometidos al implante de stents convencionales

plazo de pacientes que han sido sometidos al implante de stents convencionales ( SC )

y

SLF a través de diferentes técnicas . Destacan los episodios cardiacos adversos

» , pero no « culotte » , ya que produce esfuerzos cortantes más bajos

y

ello parece ocasionar un mayor depósito de ateroma . Obviamente , las simulaciones

Agradecimientos Esta investigación ha sido ﬁnanciada por el Ministerio de Econo - mía

y

Competitividad del Gobierno de Espa˜na , a través del proyecto DPI2012 - 35524

Competitividad del Gobierno de Espa˜na , a través del proyecto DPI2012 - 35524 ,

y

con una ayuda de la Junta de Castilla y León ( GR57 ) .

del proyecto DPI2012 - 35524 , y con una ayuda de la Junta de Castilla

y

León ( GR57 ) . Caracterización de escorias de cobre de fundiciones

láser ( ADL ) , espectrometría infrarroja por transformadas de Fourier ( FTIR )

y

análisis termo - gravimétrico ( ATG ) . Las escorias de cobre estudiadas fueron

38 - 49 % ) que de Fe2O3 ( 18 - 37 % ) ,

y

con una importante cantidad de CaO ( 8 - 26 % ) y Al2O3 (

) , y con una importante cantidad de CaO ( 8 - 26 % )

y

Al2O3 ( 5 - 8 % ) . Su mineralogía y estructura es variada ,

- 26 % ) y Al2O3 ( 5 - 8 % ) . Su mineralogía

y

estructura es variada , presentando una de ellas una estructura amorfa y las tres

mineralogía y estructura es variada , presentando una de ellas una estructura amorfa

y

las tres restantes , una estructura cristalina con cierto carácter amorfo . Las

tes en las escorias de cobre son diópsido , fayalita , magnetita , cristobalita

y

clinoferrosilita . Los niveles de calcio indicarían que las escorias poseen propiedades

materiales de construcción . Además , la importante cantidad de escoria disponible

y

el contenido de CuO ( 0 , 6 - 1 , 2 % ) muestran

un residuo indus - trial perteneciente al grupo de las escorias no ferro - sas

y

es generada durante el proceso de producción de ánodos de cobre . Las fundiciones

producción de ánodos de cobre . Las fundiciones primarias modernas generan entre 2 , 2

y

3 ton de EC por cada tonelada de cobre producida ( Shi et al .

que en el Norte de Chile , particular - mente en las regiones de Coquimbo

y

Atacama , se establecieron numerosas fundiciones cercanas a los yacimientos mineros

depósitos abandonados desde entonces , causando efectos en el paisaje , en el suelo

y

agua , económicos e impacto social . La valorización de estos residuos puede traer

impacto social . La valorización de estos residuos puede traer beneficios económicos

y

medioambientales . Las EC modernas se comercializan en los sectores minería y construcción

económicos y medioambientales . Las EC modernas se comercializan en los sectores minería

y

construcción . En la construcción se utiliza prin - cipalmente como material de

construcción . En la construcción se utiliza prin - cipalmente como material de relleno

y

como mate - rial abrasivo ( Murari et al . , 2015 ) . En

reportan pocos estudios sobre caracteri - zación de EC antiguas ( Ros - Latienda

y

Fernández - Carrasquilla , 2013 ) y del uso de EC de vertederos antiguos como

zación de EC antiguas ( Ros - Latienda y Fernández - Carrasquilla , 2013 )

y

del uso de EC de vertederos antiguos como un material conglomerante ( Nazer et al

las pro - piedades cementantes de las EC en la fabricación de morteros ( Ariño

y

Mobasher , 1999 ; Tixier et al . , 1997 ; Taha et al .

de Rojas et al . , 2008 ; Nazer et al . , 2013 )

y

hormigones ( Al - Jabri et al . , 2011 ; Thomas and Gupta ,

metalúrgica . Diversos estudios proponen metodologías para la recuperación de Cu , Co

y

Zn ( Arslan y Arslan , 2002 ; Banza et al . , 2002 ;

Diversos estudios proponen metodologías para la recuperación de Cu , Co y Zn ( Arslan

y

Arslan , 2002 ; Banza et al . , 2002 ; Yang et al .

et al . , 2002 ; Yang et al . , 2010b ) , Cu

y

Co ( Rudnik et al . , 2009 ) , Si , Fe y Cu

Cu y Co ( Rudnik et al . , 2009 ) , Si , Fe

y

Cu ( Chen et al . , 2011 ) , Cu y Fe ( Cao

Si , Fe y Cu ( Chen et al . , 2011 ) , Cu

y

Fe ( Cao et al . , 2012 ) , Fe ( Kim et al

. , 2013 ; Li et al . , 2013 ) , Cu , Zn

y

Fe ( Nadirov et al . , 2013 ) y Cu ( Panda et al

) , Cu , Zn y Fe ( Nadirov et al . , 2013 )

y

Cu ( Panda et al . , 2015 ) , entre otros . La

La composición química de las EC varía con el tipo de horno usado ( Shi

y

Qian , 2000 ) , el proceso metalúrgico y la composición del concentrado ( Jun

tipo de horno usado ( Shi y Qian , 2000 ) , el proceso metalúrgico

y

la composición del concentrado ( Jun - wei , 2013 ) . Para tener una

luego hornos de reverbero en el cual cada horno contaba con su chimenea propia ,

y

otro tipo de horno de rever - bero en el que varios de estos hornos

que fluctuaban entre 68 - 70 % de cobre . Con la ter - cera

y

última fundición se conseguían barras con una pureza de entre el 98 - 99 %

siglo XIX en Chile , genera - ban EC que contenían entre 0 , 4

y

0 , 6 % de cobre , siendo la leña o el carbón mineral los

, 1884 ; Vicuña Mackenna , 1882 ) . Las EC pueden ser vertidas

y

enfriadas lenta - mente al aire , o pasar por un proceso de enfria -

de agua , mientras que las que son enfriadas con agua son amorfas , granuladas

y

con mayor capacidad de absorción ( Onuaguluchi , 2012 ) . Es frecuente encontrar

encontrar en las EC modernas altos contenidos de SiO2 ( 10 - 71 % )

y

FeO ( 0 , 7 - 62 % ) y los elementos químicos predomi -

10 - 71 % ) y FeO ( 0 , 7 - 62 % )

y

los elementos químicos predomi - nantes corresponden al Cu , Pb , Ni y Zn

) y los elementos químicos predomi - nantes corresponden al Cu , Pb , Ni

y

Zn . Sus fases mineralógicas forman principalmente fayalita y magnetita ( Piatak

al Cu , Pb , Ni y Zn . Sus fases mineralógicas forman principalmente fayalita

y

magnetita ( Piatak et al . , 2015 ) . Además algunas EC muestran un

mecánicas de materiales conglomerantes para su uso como material de construcción ( Choi

y

Lee , 2013 ; Khater , 2012 ) . Al respecto , Nazer et al

, Nazer et al . ( 2016 ) mostraron que las EC poseen propiedades puzolánicas

y

la influencia del contenido de CaO de dos EC chilenas del siglo XIX contribuye en

siglo XIX contribuye en la resistencia mecánica de morteros de cemento Portland

y

de morteros con EC activadas alcalina - mente ( Nazer et al . , 2016

( ATG ) , microscopía electrónica de barrido de emisión de campo ( FESEM )

y

análisis de difracción láser ( ADL ) . 2 . MATERIALES Y MÉTODOS

FESEM ) y análisis de difracción láser ( ADL ) . 2 . MATERIALES

Y

MÉTODOS 2 . 1 . Materiales Se caracterizaron 4 EC de vertederos de

Púquios ( EC - PQ ) , Canto del Agua ( EC - CA )

y

Nantoco ( EC - NT ) , nombres adoptados según la zona geográfica de su

( Nazer et al . , 2012 ) . 2 . 2 . Equipos

y

procedimientos 2 . 2 . 1 . Toma de muestras in situ La

con polvo u otras sustan - cias . Se practicaron 5 calicatas en el vertedero

y

desde cada una de ellas , se extrajo una cantidad de muestra que se depositó

homogenei - zarlas . Posteriormente , la muestra de cada escoria fue mezclada , cuarteada

y

almacenada para su molienda . 2 . 2 . 2 . Molienda de la

trituraron las EC de manera secuencial en 2 diferentes macha - cadoras : de mandíbula

y

de rodillo , hasta alcan - zar un tamaño medio de 35 μm . La

homogeneizó en un cortador de Riffle ( 32 ” x 1 / 2 ” )

y

alrededor de 2 kg de polvo de cada EC , se molieron posteriormente en los

, en el cual se introdujeron 60 bolas de alúmina de 18 mm de diámetro

y

500 g de esco - ria , con un tiempo de molienda 35 - 55

X ( DRX , Brucker AXS D8 Advance ) , usando radiación Kα de Cu

y

filtro de níquel , con voltaje de 40 kV e intensidad de corriente de 20

2θ = 5 - 70° , con un ángulo de paso de 0 , 02°

y

tiempo de paso de 2 s / paso . La variación de masa de la

55 ) . Para la determinación del residuo insoluble ( RI ) en ácido clorhídrico

y

en hidróxido de potasio se siguió lo sugerido por UNE - EN 196 - 2

se siguió lo sugerido por UNE - EN 196 - 2 ( 2014 ) ,

y

en la determinación de la densidad real de de la EC , se siguió la

, RHF 1500 ) a 950 °C durante 1 h . 3 . RESULTADOS

Y

DISCUSIÓN 3 . 1 . Caracterización química En la Tabla 2 se muestra la composición

mediante FRX de las EC estudiadas . Las EC están compuestas predominantemente por Fe2O3

y

SiO2 . Las EC - PN , EC - PQ y EC - NT tienen

compuestas predominantemente por Fe2O3 y SiO2 . Las EC - PN , EC - PQ

y

EC - NT tienen alto contenido de CaO debido a la mineralogía de la materia

contenido de CaO debido a la mineralogía de la materia prima usada en la fundición

y

, por otra , al diseño y al nivel de control del proceso meta -

de la materia prima usada en la fundición y , por otra , al diseño

y

al nivel de control del proceso meta - lúrgico . Además , en la Tabla 2 se

que incluye la densidad real ( DR ) , pérdida al fuego ( PF )

y

el residuo insoluble ( RI ) . Las EC poseen una DR promedio de 3

de masa se explicaría por la oxidación de los compuestos ferrosos Fe ( II )

y

de los sulfuros con - tenidos en la EC , que se han podido transformar

la EC , que se han podido transformar en óxidos férricos Fe ( III )

y

sulfatos al término de la calcinación ( Sánchez de Rojas et al . , 2008

sílice reactiva . En la Tabla 3 se muestra el diámetro medio de las partículas

y

el tiempo de molienda de las EC . La relación de los percentiles D (

750 cm – 1 , la zona 4 entre 750 - 610 cm – 1

y

la zona 5 entre 610 - 400 cm – 1 . Los picos en torno

presencia de CO2 en el momento del ensayo . El detalle de las bandas FTIR

y

los posi - bles enlaces son mostrados en la Tabla 4 . En la Fig . 4

4 . En la Fig . 4 se muestran las curvas termogravimétricas ( TG )

y

sus derivadas ( DTG ) para las distintas EC estudiadas . Se puede observar en

a los procesos de oxidación de los com - puestos ferrosos Fe ( II )

y

de los sulfuros conteni - dos en la EC . Este hecho corroboraría los valores

- CA puede ser relacionado a las transformaciones de la magnetita a maghe - mita

y

los picos en torno a los 760 °C de EC - PQ y EC -

- mita y los picos en torno a los 760 °C de EC - PQ

y

EC - NT , a las transformaciones de maghemita a hematita ( Marghussian and

- das fueron : 3 , 15 ; 2 , 15 ; 3 , 09

y

2 , 19 % para EC - PN , EC - PQ , EC -

, 19 % para EC - PN , EC - PQ , EC - CA

y

EC - NT , respectivamente . 3 . 3 . Caracterización mineralógica

cristobalita ( SiO2 ) : PDFcard 391425 , microclina ( KAlSi3O8 ) : PDFcard 190926

y

wollas - tonita ( CaSiO3 ) : PDFcard 100489 . La mineralogía de EC -

es principalmente una estructura cris - talina formada por diópsido , magnetita

y

fayalita . En menor presencia se encuentra la clinoferro - silita . La EC -

detectaron algunas trazas de compuestos cristali - nos como diópsido , fayalita

y

clinoferrosilita . La EC - CA presenta cierto carácter amorfo , verificado por la

Está consti - tuida principalmente por cristobalita seguida por clinoferrosilita

y

por compuestos minoritarios como la magnetita , fayalita . Se observaron tra - zas

minoritarios como la magnetita , fayalita . Se observaron tra - zas de wollastonita

y

trazas de microclina posi - blemente de feldespato . La estructura amorfa de una

RI mostrado en la Tabla 2 . 4 . CONCLUSIONES Se caracterizaron química , física

y

minera - lógicamente cuatro escorias de cobre de ver - tederos chilenos abandonados

( 38 - 49 % ) que de Fe2O3 ( 18 - 37 % )

y

con una importante cantidad de CaO ( 8 - 26 % ) y Al2O3 (

% ) y con una importante cantidad de CaO ( 8 - 26 % )

y

Al2O3 ( 5 - 8 % ) . Su mineralo - gía y estructura es

% ) y Al2O3 ( 5 - 8 % ) . Su mineralo - gía

y

estructura es variada , la EC - PQ mostró que es amorfa y las EC

- gía y estructura es variada , la EC - PQ mostró que es amorfa

y

las EC - PN , EC - CA y EC - NT poseen una estructura

- PQ mostró que es amorfa y las EC - PN , EC - CA

y

EC - NT poseen una estructura principalmente crista - lina con cierto carácter amorfo

presentes en las EC correspondieron a diópsido , faya - lita , magnetita , cristobalita

y

clinoferrosilita . Los niveles de calcio indicarían que las esco - rias podrían

la Unión Europea Erasmus Mundus Lindo por la beca doctoral de D . Amin Nazer

y

al proyecto DIUDA 22235 por el co - financiamiento de etapa de molienda de escorias

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Concordances from the Ingeniería corpus